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 koder 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 koder
- Anvende topologioptimering på 2D kontinuumsproblemer ved hjælp
af 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 koder 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; introduktion til øvelser med kommercielt
software.
Øvelserne består af: optimering af simple gitterstrukturer med
håndberegninger; implementering af sensitivitetsanalyse for tre
typer af gitteroptimering i den udleverede kode; undersøge
effektivitet af forskellige optimeringsformuleringer tilgængelige i
optimeringsværktøjet; sammenligne effektivitet af gradient og
ikke-gradientbaseret optimering; anvende topologi- og
form-optimering på 2D kontinuumsproblemer; 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
02. maj, 2024