| TMMS20 |
Strukturoptimering, 4 p
/
6 hp
/Structural Optimization/
För:
COM
ENG
M
MEC
|
| |
Prel. schemalagd
tid: 48
Rek. självstudietid: 112
|
| |
Utbildningsområde: Teknik
Ämnesgrupp: Maskinteknik Nivå (A-D):D
Huvudområde: Maskinteknik Nivå (G1,G2,A): A
|
| |
Mål:
Inom strukturoptimeringen studeras problemet att finna den i en specifik mening optimala designen hos en mekanisk struktur; det kan röra sig om att minimera vikten eller maximera styvheten. Kursen avser att ge kunskap och förståelse om matematiska optimeringsmodeller för att erhålla sådana maximalt effektiva lastbärande mekaniska strukturer, och färdighet i att använda eller implementera motsvarande datorbaserade beräkningsverktyg. Efter kursen ska studenten kunna:
- Formulera ingenjörsmässiga designproblem för lastbärande strukturer som matematiska optimeringsproblem, med användande av både storleks-, form- och topologiska variabler.
- Lösa enklare diskreta storleksoptimeringsproblem analytiskt.
- Beskriva numeriska lösningsmetoder lämpade för lösandet av strukturoptimeringsproblem.
- Lösa enklare kontinuerliga styvhetsoptimeringsproblem analytiskt med variationsmetod.
- Förklara och identifiera förekomsten av numeriska instabiliteter vid lösning av topologioptimeringsproblem.
- Använda och beskriva uppbyggnaden av datorprogram för att lösa större form- och topologioptimeringsproblem.
|
| |
Förkunskaper: (gäller studerande antagna till program som kursen ges inom, se 'För:' ovan) Finita elementmetoden och grundläggande och påbyggande kurser i hållfasthetslära. Linjär och ickelinjär optimering samt gärna kursen Mekanikmodeller.
OBS! Tillträdeskrav för icke programstudenter omfattar vanligen också tillträdeskrav för programmet och ev. tröskelkrav för progression inom programmet, eller motsvarande.
|
| |
Påbyggnadskurser Projektkurser i mekaniksystem, hållfasthetslära eller maskinkonstruktion. Flerkroppsmekanik och robotik. Finita elementmetoden. Reglerteknik. Fordonssystem. Biomekanik. Konstruktionsoptimering.
|
| |
Organisation: Undervisningen sker i form av föreläsningar, lektioner och laborationer.
|
| |
Kursinnehåll: Repetition av optimeringsteori; Lagrangedualitet och KKT-villkor. Variationskalkyl och energiprinciper i solidmekaniker. Klassificering av strukturoptimeringsproblem. Grundläggande begrepp. Generella matematiska formuleringar. Explicita approximationer: SLP, SQP, CONLIN, OC, MMA.
Känslighetsanalys, formoptimering, strukturer med maximal styvhet och topologioptimering, SIMP-metoden. Beräkningsuppgifter inom form- och topologioptimering utföres mha FEM-programmet TRINITAS.
|
| |
Kurslitteratur: Klarbring och Christensen, An Introduction to Structural Optimization
|
| |
Examination: |
TEN1 UPG1
|
En skriftlig tentamen (U,3,4,5) En laborationsuppgift (U,G) |
4,5 hp 1,5 hp
|
| |
|
|
|