Výpočtové metody a optimalizace (W11A006)
| Katedra: | ústav mechaniky, biomech.a mechatr. (12105) |
| Zkratka: | | Schválen: | 16.05.2007 |
| Platí do: | ?? | Rozsah: | 60 |
| Semestr: | Z,L | Kredity: | |
| Zakončení: | ZK | Jazyk výuky: | CS |
Anotace
Cíl a zaměření:
Cílem je seznámení se s moderními metodami analýzy a optimalizace elastických i
neelastických konstrukcí. Zejména s optimalizací rozměrů, tvaru, topologie a vnitřní
struktury.
Základní témata:
Metodologický postup konstruování a konstrukční optimalizace, základy matematické teorie
optimalizace, optimalizace rozměrů, tvaru, topologie a vnitřní struktury a maximalizace
tuhosti poddajných těles, konstrukce minimální hmotnosti, konstrukce o stálém napětí,
inteligentní konstrukce, bezkloubové mechanismy, konstrukce s předepsanými
charakteristikami v daném směru, inverzní úlohy.
Osnova
1. Metodologický postup konstruování a konstrukční optimalizace
2. Analýza jako nezbytný základ konstruování
3. Empirické poznatky a metody
4. Numerické metody analýzy konstrukcí
5. Metoda konečných prvků (souhrn poznatků z přednášek MKP I,II)
6. Metoda konečných objemů
7. Základy matematické teorie optimalizace
8. Technické postupy hledání extrémů
9. Optimalizace rozměrů, tvaru, topologie a vnitřní struktury
10. Maximalizace tuhosti poddajných těles, konstrukce minimální
hmotnosti, konstrukce o stálém napětí
11. Konstruování a optimalizace při nejistotě (neznámá zatížení,
neznámé materiálové charakteristiky,...)
12. Maximalizace tuhosti prutových a rámových konstrukcí
13. Maximalizace tuhosti laminátových struktur (trubka, deska,
lopatka, místně ortotropní materiály)
14. Metody a přístupy k optimalizaci topologie
15. Topologie tvořené izotropními pevnými, pórovitými či prázdnými
elementy
16. Topologie tvořené anizotropními pevnými, pórovitými či prázdnými
elementy
17. Historie metod optimalizujících topologii
18. Optimalizace topologie, tvaru a materiálu z pohledu matematika
19. Inteligentní konstrukce
20. Bezkloubové mechanismy
21. Konstrukce s předepsanými charakteristikami v daném směru
22. Konstrukce deformující se předepsaným způsobem
23. Konstrukce generující předepsaný přenos sil
24. Inverzní úlohy
25. Teplotně řízený pohyb kloubových a bezkloubových mechanismů
Osnova cvičení
1. Metodologický postup konstruování a konstrukční optimalizace
2. Analýza jako nezbytný základ konstruování
3. Empirické poznatky a metody
4. Numerické metody analýzy konstrukcí
5. Metoda konečných prvků (souhrn poznatků z přednášek MKP I,II)
6. Metoda konečných objemů
7. Základy matematické teorie optimalizace
8. Technické postupy hledání extrémů
9. Optimalizace rozměrů, tvaru, topologie a vnitřní struktury
10. Maximalizace tuhosti poddajných těles, konstrukce minimální
hmotnosti, konstrukce o stálém napětí
11. Konstruování a optimalizace při nejistotě (neznámá zatížení,
neznámé materiálové charakteristiky,...)
12. Maximalizace tuhosti prutových a rámových konstrukcí
13. Maximalizace tuhosti laminátových struktur (trubka, deska,
lopatka, místně ortotropní materiály)
14. Metody a přístupy k optimalizaci topologie
15. Topologie tvořené izotropními pevnými, pórovitými či prázdnými
elementy
16. Topologie tvořené anizotropními pevnými, pórovitými či prázdnými
elementy
17. Historie metod optimalizujících topologii
18. Optimalizace topologie, tvaru a materiálu z pohledu matematika
19. Inteligentní konstrukce
20. Bezkloubové mechanismy
21. Konstrukce s předepsanými charakteristikami v daném směru
22. Konstrukce deformující se předepsaným způsobem
23. Konstrukce generující předepsaný přenos sil
24. Inverzní úlohy
25. Teplotně řízený pohyb kloubových a bezkloubových mechanismů
Literatura
[1] Miroslav Španiel: Přednášky z MKP
[2] další
[3] T. Mareš (2006): Základy konstrukční optimalizace
[4] T. Mareš (2007), Konstrukční optimalizace, skriptum
Požadavky
1. Metodologický postup konstruování a konstrukční optimalizace
2. Analýza jako nezbytný základ konstruování
3. Empirické poznatky a metody
4. Numerické metody analýzy konstrukcí
5. Metoda konečných prvků (souhrn poznatků z přednášek MKP I,II)
6. Metoda konečných objemů
7. Základy matematické teorie optimalizace
8. Technické postupy hledání extrémů
9. Optimalizace rozměrů, tvaru, topologie a vnitřní struktury
10. Maximalizace tuhosti poddajných těles, konstrukce minimální
hmotnosti, konstrukce o stálém napětí
11. Konstruování a optimalizace při nejistotě (neznámá zatížení,
neznámé materiálové charakteristiky,...)
12. Maximalizace tuhosti prutových a rámových konstrukcí
13. Maximalizace tuhosti laminátových struktur (trubka, deska,
lopatka, místně ortotropní materiály)
14. Metody a přístupy k optimalizaci topologie
15. Topologie tvořené izotropními pevnými, pórovitými či prázdnými
elementy
16. Topologie tvořené anizotropními pevnými, pórovitými či prázdnými
elementy
17. Historie metod optimalizujících topologii
18. Optimalizace topologie, tvaru a materiálu z pohledu matematika
19. Inteligentní konstrukce
20. Bezkloubové mechanismy
21. Konstrukce s předepsanými charakteristikami v daném směru
22. Konstrukce deformující se předepsaným způsobem
23. Konstrukce generující předepsaný přenos sil
24. Inverzní úlohy
25. Teplotně řízený pohyb kloubových a bezkloubových mechanismů
Klíčová slova
analýza, elastický, neelastický, optimalizace, řízené chování zatížené konstrukce