Оптимальное проектирование

Цели и задачи дисциплины

Цель — изучение современных методов оптимального проектирования материалов и элементов конструкций для использования полученных знаний в практической инженерной деятельности: при проектировании машин и оборудования, увеличения их надежности, долговечности и функциональных возможностей, минимизации затрат на создание и эксплуатацию. Задачи: - изучение аналитических методов оптимизации; - изучение численных методов оптимизации и их программных реализаций; - освоение практического применения методов для обеспечения прочности, надежности и долговечности элементов конструкций.

Краткое содержание дисциплины

Изучение дисциплины направлено на формирование навыков постановки задач проектирования конструкций как математической задачи оптимизации и применения методов поиска экстремума к задачам, возникающим в техническом проектировании. Внедрение в проектирование элемента целенаправленности позволяет существенно сократить затраты времени и получить экономически эффективное решение, которое в ряде случаев не может быть получено интуитивными методами. Основу методов составляют подходы математического программирования в выпуклых и невыпуклых задачах, подходы оптимального управления и теории многокритериальной оптимизации. В дисциплине изучаются: критерии оптимизации в задачах механики конструкций и машин, формулировка целевых функций и ограничений, одно- и многокритериальные задачи; типы оптимизации элементов конструкций (параметрическая, топологическая, оптимизация формы); эффективные аналитические и численные методы решения задачи оптимизации, в том числе, используемые совестно с методом конечных элементов.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Выпускник должен обладать:

ПК-4 Способен выполнять научные исследования в области прикладной механики для различных отраслей промышленности, топливно-энергетического комплекса, транспорта и строительства, решать сложные научно-технические задачи, которые для своего изучения требуют разработки и применения математических и компьютерных моделей, применения программных систем мультидисциплинарного анализа (CAE-систем мирового уровня)
ПК-5 Способен консультировать инженеров-расчетчиков, конструкторов, технологов и других работников промышленных и научно-производственных фирм по современным достижениям прикладной механики, по вопросам внедрения наукоемких компьютерных технологий (CAD/CAE-систем)