Overordnede kursusmål
At give de studerende en basal forståelse for optimeringsteori
anvendt på strukturelle problemer. At lære de studerende at designe
mekaniske strukturer med forbedrede egenskaber ved hjælp af
forskellige strukturelle optimeringsformuleringer, baseret på
udleverede Matlab-koder, Apps og kommercielt software.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Forklare basis for strukturel optimering
- Forklare og anvende tre forskellige typer strukturel optimering
(sizing, form og topologi)
- Optimere simple gitterstrukturer ved håndberegninger
- Definere generelle strukturelle optimeringsproblemer
- Forklare sensitivitetsanalyse ved hjælp af tre forskellige
metoder (finite difference, direkte og adjoint)
- Anvende sizing, form og topologioptimering ved hjælp af
modifikationer af udleverede Matlab-koder
- Anvende topologioptimering på 2D kontinuumsproblemer ved hjælp
af Apps og kommercielt software.
- Anvende formoptimering på 2D kontinuumsproblemer baseret på
kommercielt software
- Sammenligne effektivitet af gradientløse overfor
gradient-baserede strukturelle optimeringsmetoder
- Evaluere optimerede strukturer på basis af additiv fremstilling
og efterfølgende tests
- Rapportere optimeringsprocessen, fremstillingen og
efterfølgende tests i en vel-struktureret, komplet, og præcis
rapport og præsentere metoder og resultater mundtligt
Kursusindhold
Sizing-, form- og topologioptimering af gitterstrukturer;
sensitivitetsanalyse; evolutionære algoritmer; topologi- og
formoptimering af 2D kontinuumstrukturer; additiv fremstilling af
optimerede strukturer; eksperimentel verifikation af optimerede
strukturer.
Kurset består af teori-forelæsninger kombineret med
optimeringsøvelser baserede på udleverede Matlab-koder, Apps og
kommercielt software. I slutningen af kurset realiseres de
teoretisk optimerede strukturer vha. additiv fremstilling og
verificeres eksperimentelt i et afsluttende konkurrenceprojekt.
Forelæsningerne dækker: sizing-, form- or topologioptimering af
gitterstrukturer; tre forskellige typer sensitivitetsanalyse,
evolutionær optimering, topologi- og formoptimering af 2D
kontinuumstrukturer og introduktion til øvelser med kommercielt
software og Apps.
Øvelserne består af: optimering af simple gitterstrukturer med
håndberegninger; implementering af sensitivitetsanalyse for tre
typer af gitteroptimering i den udleverede Matlab-kode; undersøge
effektivitet af forskellige optimeringsformuleringer tilgængelige i
optimeringsværktøjet "fmincon" i Matlab; sammenligne
effektivitet af gradient og ikke-gradientbaseret optimering;
anvende topologi- og form-optimering på 2D kontinuumsproblemer og
optimering af en struktur til det afsluttende konkurrenceprojekt.
Laboratoriearbejdet består i additiv fremstilling og
belastningstest af optimerede strukturer.
Litteraturhenvisninger
"An introduction to structural optimization" by
Christensen and Klarbring, Springer (2009); forelæsningsslides.
Sidst opdateret
07. maj, 2020
