D910 Optimiranje konstrukcija

II. semestar sveučilišnog diplomskog studija Proizvodno strojarstvo, smjer: Konstruiranje i razvoj proizvoda,
III. semestar sveučilišnog diplomskog studija Strojarstvo, smjer: Konstruiranje i razvoj proizvoda
Tjedno opterećenje: 2P + 1V (II. semestar), 2P + 2V (III. semestar)
ECTS bodovi: 3 (II. semestar), 5 (III. semestar)

Prof.dr.sc. Željko Ivandić, konzultacije utorkom od 13 do 15 h u kabinetu 311
Prof.dr.sc. Dražan Kozak, konzultacije ponedjeljkom od 12 do 13.30 h u kabinetu 310
Dr.sc. Mirko Karakašić, konzultacije ponedjeljkom od 9 do 11 h u kabinetu 310
Dr.sc. Pejo Konjatić, konzultacije ponedjeljkom od 8 do 10 h u kabinetu 310
Mato Kokanović, dipl. ing. str. konzultacije ponedjeljkom od 11 do 13 h u kabinetu 402
Josip Sertić, dipl. ing. str. konzultacije utorkom od 10 do 12 h u kabinetu 402
Darko Damjanović, mag. ing. mech. konzultacije ponedjeljkom od 10 do 12 h u kabinetu 411
Tomislav Baškarić, mag. ing. mech. konzultacije srijedom od 11 do 13 h u kabinetu 411

Okvirni sadržaj predmeta:

Upoznati studente s pojmom i općim principima optimiranja konstrukcijskih značajki strojarskih konstrukcija. Analitičke, numeričke i eksperimentalne metode pri optimiranju konstrukcija. Varijacijski račun u analizi inženjerskih problema. Vrednovanje konstrukcijskih značajki u cilju postizanja zadane vrijednosti funkcije cilja. Primjena inverzne funkcije cilja za povećanje točnosti postizanja varijabli funkcije cilja. Optimizacija s obzirom na dimenzije i oblik konstrukcijskih elemenata; analiza koncentracije naprezanja; raspored pojedinih elemenata u konstrukciji; materijal pojedinih komponenti, stabilnost konstrukcije; optimiranje mehanizama mehaničkih konstrukcija; smanjenje mase i ukupnih troškova izrade. Analiza rizika s aspekta sigurnosti za ljude, imovinu i okoliš. Upoznavanje studenata s nekim od aktualnih CAD programskih paketa, s implementiranim modulom za numeričku analizu (npr. Catia, SolidWorks, Algor i dr.), te mogućnost integracije s nekim programskim alatom za optimiranje funkcije cilja (MatLab, Mathematica, SAS i dr.).

Oblici provođenja nastave i način provjere znanja:

Predavanja i vježbe. U okviru vježbi rješavali bi se kompleksni konstrukcijski primjeri kroz definiranje konstrukcijskih značajki, modeliranje, oblikovanje i optimiranje na primjerima steznih spojeva, spojeva veze, elemenata prijenosa snage i gibanja, posuda pod tlakom i sl. Analizom i optimiranjem konstrukcijskih značajki, te provedbom izbora materijala, dimenzioniranjem i analizom  naprezanja studenti bi praktično primijenili stečena znanja iz ovoga i drugih kolegija kroz izradu seminarskih radova. Studenti se organiziraju u manje grupe za izradu seminarskih radova, a u cilju razvijanja timskog rada i analitičnosti u realizaciji postavljenog problema.

Popis literature potrebne za studij i polaganje ispita:

  1. Young W. Kwon; Hyochoong Bang: The Finite Element Method Using MATLAB, Second Edition, CRC Press, 2000, ISBN: 0849300967
  2. Polak, E.: Computational Methods in Optimization, Academic Press, New York, 1971.
  3. Ramamurti, V.: Computer-Aided Mechanical Design and Analysis, Mc Graw Hill, 1998, ASIN: 0070600368

Popis literature koja se preporučuje kao dopunska:

  1. Haward, B.W.; Turcotte, L.H.; Halpern, D.: Advanced Mathematics and Mechanics Applications Using MATLAB, CRC Press, 2003.
  2. Matek, W.; Muhs, D.; Wittel, H.: Maschinenelemente Aufgabensammlung. Aufgaben, Lösungshinweise, Ergebnisse, Vieweg Verlag, 2000.
  3. http://www.maedler.de/katalog_de/index_d.html
  4. http://www.ndim.edrc.cmu.edu/
  5. http://cadlab.mit.edu/about/
  6. http://www.wildefea.co.uk/consulting/casestudies/

Način polaganja ispita:

Tijekom nastave održavaju se dva kolokvija koji zamjenjuju pismeni dio ispita. Zadaju se dva seminarska rada na način da se formiraju seminarske grupe od više studenata za svaki rad, a uspješna prezentacija i obrana seminarskog rada zamjenjuje usmeni dio ispita.