|
|
|||||||||||||||||
Opinto-opas 2010-2011
TME-3400 Kantavien rakenteiden optimointi, 6 op
|
Vastuuhenkilö
Juhani Koski
Opetus
| Opetusmuoto | P1 | P2 | P3 | P4 | Kesä | Toteutuskerrat | Luentoajat ja -paikat |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Suoritusvaatimukset
Hyväksytysti suoritetut laskuharjoitukset ja kotitehtävät. Välikokeet tai kirjallinen tentti.
Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan
Opetukseen ja oppimiseen liittyvät periaatteet ja lähtökohdat
-
Osaamistavoitteet
Opiskelija oppii taidon soveltaa erilaisia optimointimenetelmiä kantavien rakenteiden suunnittelussa. Hän osaa soveltaa optimointia elementtimenetelmän yhteydessä liittyen rakenteiden staattiseen, dynaamiseen ja epälineaariseen analyysiin sekä stabiilisuustarkasteluihin.
Sisältö
| Sisältö | Ydinaines | Täydentävä tietämys | Erityistietämys |
| 1. | Kantavien rakenteiden optimointiongelman erilaiset formuloinnit elementtimenetelmään liittyen.Optimointimuuttujien, kohdefunktioiden ja rajoitusehtojen valinta.Monipuolisia statiikan, dynamiikan ja stabiilisuusteorian sekä epälineaarisen FEM-analyysin yhteyteen asetettuja suunnitteluongelmia muodostetaan ja ratkaistaan. | ||
| 2. | Poikkileikkaussuureiden optimointi ristikko-,kehä ja levyrakenteille epälineaarisena jatkuvana optimointiongelmana.Jännityssuhdemenetelmä.Optimaalisuuskriteerien menetelmät jännitys- ja siirtymärajoitetuille tehtäville rakenteen painon minimoimiseksi.Lineaarinen ohjelmointi sauvarakenteiden plastisuusteorian yhteydessä. | ||
| 3. | Monitavoitteinen optimointi, jossa on useita keskenään ristiriitaisia suunnittelukriteereitä kuten esimerkiksi paino ja jäykkyys.Pareto optimien generointi. Myös diskreettejä ongelmia, joissa suunnittelijalla on käytettävissään vain rajallinen määrä levyn paksuuksia, jäykisteitä tai palkkikokoja, käsitellään.Perusalgoritmit diskreeteille ja sekalukuongelmille esitellään. | ||
| 4. | Rakenteiden ja komponenttien muodon ja topologian optimointi reikien määrän, sijainnin ja muodon määrittämiseksi.Ristikoiden ja kehien geometrian optimointi.Erityisalgoritmitmeja, jotka on kehitetty kyseisten rakenteiden mekaniikkaan liittyvien epälineaaristen optimointiongelmien ratkaisemiseksi, käsitellään. | ||
| 5. | FEM-analyysin yhteydessä suoritettava herkkyysanalyysi suunnitteluderivaattojen määrittämiseksi.Optimoinnin kytkeminen FEM-valmisojelmien yhteyteen sekä laajojen ongelmien numeerinen käsittely. |
Opintojakson arvostelu
Arvosana muodostuu välikokeiden pisteistä sekä kotitehtävistä annettavista lisäpisteistä.
Arvosteluasteikko:
Opintojaksolla käytetään numeerista arviointiasteikkoa (1-5)
Osasuoritukset:
Oppimateriaali
| Tyyppi | Nimi | Tekijä | ISBN | URL | Painos,saatavuus... | Tenttimateriaali | Kieli |
| Kirja | Elements of Structural Optimization | R., T., Haftka and Z., Gurdal | Kluwer, 1992 | Englanti | |||
| Kirja | Optimum Structural Design | U., Kirsch | Springer-Verlag, 1993 | Englanti |
Esitietoketju (Vaatii kirjautumisen POPiin)
Vastaavuudet
| Opintojakso | Vastaa opintojaksoa | Selite |
|
|
|
|
|
|
|
Vastaavuus 1 = 1 |
Lisätiedot
Soveltuu jatko-opinnoiksi
Tarkempia tietoja toteutuskerroittain
| Toteutus | Kuvaus | Opetusmuodot | Toteutustapa |
| Kantavien rakenteiden optimointiongelman erilaisia FEM-analyysiin perustuvia formulointeja.Poikkileikkaussuureiden optimointi ristikoille ja kehille sekä levyrakenteille staattisissa kuormitustilanteissa. Rakenteen tai komponentin muodon sekä topologian optimointi.Ristikko- ja kehärakenteiden plastisuusteoriaan pohjautuva analysointi ja optimointi lineaarisen ohjelmoinnin avulla.Jännityssuhdemenetelmä ja optimaalisuuskriteerien menetelmät lineaarisesti kimmoisten rakenteiden painon minimoimiseksi.Dynamiikan ja stabiilisuusteorian sekä epälineaariseen rakenneanalyysiin perustuvien optimointitehtävien erityspiirteitä.Laminoitujen komposiittien optimoinnin alkeita.Suunnitteluderivaattojen määritys erilaisille tehtävätyypeille.Jatkuvia muuttujia sisältävien tehtävien lisäksi käsitellään diskreettejä ongelmia, joissa suunnittelijalla on käytettävissään vain rajallinen määrä levynpaksuuksia, jäykisteitä tai palkkikokoja.Laajojen epälineaaristen optimointitehtävien vaatimat erityisalgoritmit sekä FEM-valmisohjelmien käyttö optimoinnin yhteydessä. |
Lähiopetus: 0 % Etäopetus: 0 % Itseopiskelu: 0 % |