|
|
Hlavní nabídka Prohlížení IS/STAG
Nalezené předměty, počet: 1
Stránkování výsledků vyhledávání
Nalezeno 1 záznamů
Export do Xls
Informace o předmětu
KME / OK
:
Popis předmětu
Pracoviště / Zkratka
|
KME
/
OK
|
Akademický rok
|
2024/2025
|
Akademický rok
|
2024/2025
|
Název
|
Optimalizace konstrukcí
|
Způsob zakončení
|
Zkouška
|
Způsob zakončení
|
Zkouška
|
Akreditováno / Kredity
|
Ano,
5
Kred.
|
Forma zakončení
|
Kombinovaná
|
Forma zakončení
|
Kombinovaná
|
Rozsah hodin
|
Přednáška
2
[HOD/TYD]
Cvičení
2
[HOD/TYD]
|
Zápočet před zkouškou
|
Ano
|
Zápočet před zkouškou
|
Ano
|
Automatické uznávání zápočtu před zkouškou
|
Ano v případě předchozího hodnocení 4 nebo nic.
|
Počítán do průměru
|
ANO
|
Vyučovací jazyk
|
Čeština
|
Obs/max
|
|
|
|
Automatické uznávání zápočtu před zkouškou
|
Ano v případě předchozího hodnocení 4 nebo nic.
|
Letní semestr
|
0 / -
|
0 / -
|
0 / -
|
Počítán do průměru
|
ANO
|
Zimní semestr
|
2 / -
|
0 / -
|
0 / -
|
Opakovaný zápis
|
NE
|
Opakovaný zápis
|
NE
|
Rozvrh
|
Ano
|
Vyučovaný semestr
|
Zimní semestr
|
Vyučovaný semestr
|
Zimní semestr
|
Minimum (B + C) studentů
|
10
|
Volně zapisovatelný předmět |
Ano
|
Volně zapisovatelný předmět
|
Ano
|
Vyučovací jazyk
|
Čeština
|
Počet dnů praxe
|
0
|
Počet hodin kontaktní výuky |
|
Hodnotící stupnice |
1|2|3|4 |
Periodicita |
každý rok
|
Hodnotící stupnice pro zp. před zk. |
S|N |
Periodicita upřesnění |
|
Základní teoretický předmět |
Ne
|
Profilující předmět |
Ano
|
Základní teoretický předmět |
Ne
|
Hodnotící stupnice |
1|2|3|4 |
Hodnotící stupnice pro zp. před zk. |
S|N |
Nahrazovaný předmět
|
Žádný
|
Vyloučené předměty
|
Nejsou definovány
|
Podmiňující předměty
|
Nejsou definovány
|
Předměty informativně doporučené
|
Nejsou definovány
|
Předměty,které předmět podmiňuje
|
KME/SZVDK
|
Graf četnosti udělených hodnocení studentům napříč roky:
Obrázek PNG
,
XLS
|
Cíle předmětu (anotace):
|
Cílem předmětu je seznámit studenty s přístupy a formulacemi základních úloh optimalizace konstrukcí z hlediska jejich tuhosti (poddajnosti), pevnosti a hmotnosti, vysvětlit různé přístupy k optimalizaci konstrukcí a podstatu používaných metod založených na matematické optimalizaci tak, aby byli schopni aktivně řešit standardní aplikace s využitím dostupného software.
|
Požadavky na studenta
|
Aktivní znalost přednášené látky a schopnost aplikovat teorii při rozboru jednodušších problémů.
|
Obsah
|
1. týden: Úvodní prednáška, obsah predmetu. Popis prutových soustav, príklad optimálního návrhu dvouprutové konstrukce.
2. týden: Základní pojmy matematické optimalizace v Euklidovských prostorech. Formulace úloh s vazbami, KKT podmínky. Využití Matlabu.
3. týden: Optimalizace konstrukcí s nosníky. Úloha optimálně zavešených (podeprených) nosníku.
4. týden: Optimalizace topologie prutových soustav. Formulace úlohy maximalizace tuhosti a její modifikace. Numerické metody rešení.
5. týden: Úlohy deformace pružných teles. Slabá formulace a numerické modely rešení.
6. týden: Volná materiálová optimalizace, ortotropní materiály, mikrostruktura.
7. týden: Topologická optimalizace teles. SIMP metoda a metody založené na homogenizaci. Podmínky optimality, numerické metody rešení.
8. týden: Tvarová optimalizace, popis návrhové oblasti. Úvod do level set metody.
9. týden: Citlivostní analýza s využitím materiálové derivace, aplikace pro diskretizaci metodou konečných prvků.
10. týden: Příklady optimalizace nosníku proměnného průřezu, optimální orientace vláken kompozitu. Robustní design.
11. týden: Optimalizace pružných teles a konstrukcí s ohledem na jejich stabilitu a pevnost, příklady optimalizace 1D kontnuí.
12. týden: Optimalizace tvaru obtékaných teles, aerodynamika. Formulace modelových úloh.
13. týden: Strukturální optimalizace a multifyzikální aplikace (akustika, optika, teplotní pole).
|
Aktivity
|
|
Studijní opory
|
Pro přednášky v tomto předmětu jsou studentům k dispozici podklady ve formě PDF prezentace jednotlivých přednášek a doplňujících textů k některým vybraným přednáškám. Dále jsou k dipozici demonstrační programy (Matlab) využitelné pro zpracování semestrálních prací.
|
Garanti a vyučující
|
|
Literatura
|
-
Rozšiřující:
Haslinger, J.; Neittaanmäki, P. Finite element approximation for optical shape, material and topology design. 2nd ed. Chichester : John Wiley & Sons, 1996. ISBN 0-471-95850-6.
-
Rozšiřující:
Haslinger, J.; Mäkinen, R. A. E. Introduction to shape optimization : theory, approximation, and computation. Philadelphia : Siam, 2003. ISBN 0-89871-536-9.
-
Doporučená:
Míka, Stanislav. Matematická optimalizace. 1 vyd. Plzeň : ZČU, 1997. ISBN 80-7082-319-4.
-
Doporučená:
Rosenberg, Josef; Křen, Jiří. Mechanika kontinua. 1. vyd. Plzeň : ZČU, 1995. ISBN 80-7082-209-0.
-
Doporučená:
Bendsoe, M. P.; Sigmund, O. Topology optimization : theory, methods and applications. Berlin : Springer, 2003. ISBN 3-540-42992-1.
-
On-line katalogy knihoven
|
Časová náročnost
|
Všechny formy studia
|
Aktivity
|
Časová náročnost aktivity [h]
|
Příprava na zkoušku [10-60]
|
40
|
Kontaktní výuka
|
52
|
Vypracování seminární práce v magisterském studijním programu [5-100]
|
45
|
Celkem
|
137
|
|
Předpoklady
|
Odborné znalosti - pro úspěšné zvládnutí předmětu se předpokládá, že je student před zahájením výuky schopen: |
orientovat se v základech matematické analýzy, základech maticového a vektorového počtu
|
vysvětlit základní pojmy mechaniky, pružnosti a pevnosti
|
popsat numerické metody používané ve výpočtové mechanice |
Odborné dovednosti - pro úspěšné zvládnutí předmětu se předpokládá, že student před zahájením výuky dokáže: |
řešit základní matematické úkony pro vyšetřování extrémů funkcí více proměnných
|
upravovat výrazy s vektory a tenzory, využívat základní výsledky vektorové analýzy a tenzorového počtu
|
upravovat maticové výrazy a řešit základní algebraické úlohy |
formulovat úlohy elastostatiky a elastodynamiky |
využívat programovací prostředí Matlab a využívat software pro výpočty metodou konečných prvků |
Obecné způsobilosti - před zahájením studia předmětu je student schopen: |
mgr. studium: dle rámcového zadání a přidělených zdrojů koordinují činnost týmu, nesou odpovědnost za jeho výsledky, |
bc. studium: rozpozná problém, objasní jeho podstatu, rozčlení ho na části, |
mgr. studium: srozumitelně shrnou názory ostatních členů týmu, |
mgr. studium: samostatně získávají další odborné znalosti, dovednosti a způsobilosti na základě především praktické zkušenosti a jejího vyhodnocení, ale také samostatným studiem teoretických poznatků oboru., |
bc. studium: je otevřený k využití různých postupů při řešení problémů, nahlíží problém z různých stran, |
popsat chování mechanické soustavy nebo kontinua relevantním modelem,
posoudit rozsah použitelnosti modelu z hlediska cíle optimalizace a významu dalších vlivů a okolností ve vztahu k aplikovatelnosti,
řešit základní programátoské úlohy (řazení, vyhledávání, implementace maticovýchj operací a některých algebraických úloh včetně řešení lineárních a nelineárních soustav algebraických rovnic) |
|
Výsledky učení
|
Odborné znalosti - po absolvování předmětu prokazuje student znalosti: |
orientovat se v základních problémech optimalizace konstrukcí definovat kriteria a vazby optimalizace |
formulovat úlohy minimalizace poddajnosti a minimalizace hmotnosti |
rozumět základům citlivostní analýzy |
vysvětlit podstatu metod pro řešení úloh volné materiálové, topologické a tvarové optimalizace |
Odborné dovednosti - po absolvování předmětu prokazuje student dovednosti: |
formulovat základní optimalizační úlohy s vazbami a vybrat vhodné metody řešení
|
formulovat úlohy návrhu některých parametrů mechanických soustav pro běžná tuhostní, pevnostní a hmotnostní kritéria
|
formulovat úlohy topologické a tvarové optimalizace
|
využít citlivostní analýzu pro gradientní metody optimalizace mechanických soustav a těles
|
řešit samoztatně jednodužší aplikační problémy s využitím dostupného software pro optimalizaci mechanických poddajných soustav a těles |
Obecné způsobilosti - po absolvování předmětu je student schopen: |
mgr. studium: samostatně a odpovědně se rozhodují v nových nebo měnících se souvislostech nebo v zásadně se vyvíjejícím prostředí s přihlédnutím k širším společenským důsledkům jejich rozhodování, |
mgr. studium: srozumitelně a přesvědčivě sdělují odborníkům i širší veřejnosti vlastní odborné názory, |
mgr. studium: samostatně řeší etické problémy, |
|
Hodnoticí metody
|
Odborné znalosti - odborné znalosti dosažené studiem předmětu jsou ověřovány hodnoticími metodami: |
Ústní zkouška, |
Písemná zkouška, |
Zouška sestává z písemné přípravy - vypracování několika otázek nebo vyřešení jednoduchých příkladů, na níž navazuje ústní zkouška ve formě rozpravy o písemně zpracovaných otázkách. |
Odborné dovednosti - odborné dovednosti dosažené studiem předmětu jsou ověřovány hodnoticími metodami: |
Ústní zkouška, |
Seminární práce, |
Zkouška a seminární práce prokáží dovednosti studenta formulovat základní úlohy optimalizace konstrukcí a výbrat vhodné metody jejich řešení. |
Obecné způsobilosti - obecné způsobilosti dosažené studiem předmětu jsou ověřovány hodnoticími metodami: |
Ústní zkouška, |
Zkouška a prokáže způsobilosti studenta formulovat základní úlohy optimalizace konstrukcí a výbrat vhodné metody jejich řešení. |
|
Vyučovací metody
|
Odborné znalosti - pro dosažení odborných znalostí jsou užívány vyučovací metody: |
Přednáška založená na výkladu, |
Samostudium, |
Odborné dovednosti - pro dosažení odborných dovedností jsou užívány vyučovací metody: |
Přednáška s aktivizací studentů, |
Přednáška založená na výkladu, |
Obecné způsobilosti - pro dosažení obecných způsobilostí jsou užívány vyučovací metody: |
Přednáška založená na výkladu, |
Cvičení (praktické činnosti), |
|
|
|
|