- Цели и задачи дисциплины
- Цель: формирование у студентов комплекса знаний, умений и навыков направленных на топологическую оптимизацию деталей и узлов промышленного оборудования с учетом их функционального назначения, условий эксплуатации, материалоемкости, технологии и трудоемкости их изготовления. Задачи: - изучить основные факторы определяющие конструктивный облик изделия, критерии оптимизации; - изучить методы топологической оптимизации деталей и узлов промышленного оборудования; - ознакомиться с основными программными продуктами реализующими методы топологической оптимизации; - на практике освоить технологию топологической оптимизации деталей и узлом промышленного оборудования.
- Краткое содержание дисциплины
- Дисциплина включает в себя следующие основные разделы: 1. Конструктивный облик изделия: влияющие факторы, критерии оптимизации. 2. Методы топологической оптимизации: основные принципы, область применения, ограничения. 3. Основные программные решения для топологической оптимизации элементов конструкций. В разделе 1 рассматриваются общие принципы конструирования промышленного оборудования и основные факторы определяющие конструктивный облик изделия (функциональное назначения, условия эксплуатации, технология изготовления, трудоемкость изготовления, материалоемкость); обзорно рассматриваются основные расчеты кинематики и динамики механизмов, расчеты на прочность, долговечность, тепловые расчеты; обзорно рассматриваются субстрактивные, традиционные формообразующие и аддитивные технологии и их влияние на конструктивный облик изделия; выводятся критерии оптимизации элементов конструкции. В разделе 2 вводится понятие топологическая оптимизация, рассматриваются основные методы топологической оптимизации (Level-Set, ESO/BESO, SIMP), их особенности и ограничения. В разделе 3 дается обзор основных программных продуктов для топологической оптимизации элементов конструкций. Рассматриваются примеры типовых задач топологической оптимизации. Порядок подготовки исходных моделей, постановки и решения задач топологической оптимизации, финальной обработки результатов топологической оптимизации. Содержание дисциплины разработано с учетом профессионального стандарта «Специалист в области технологического обеспечения полного цикла производства объёмных нанометаллов, сплавов, композитов на их основе и изделий из них», утвержденного приказом Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 03.02.2014 № 72н.
- Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
- Выпускник должен обладать:
- ОПК-5 Способен разрабатывать аналитические и численные методы при создании математических моделей машин, приводов, оборудования, систем, технологических процессов
- Образование
- Учебный план 15.04.01, 2024, (2.0), Машиностроение
- Топологическая оптимизация элементов конструкций