Kursplan för Konstruktionsoptimering

Kursplanen innehåller ändringar
Se ändringar

Kursplan fastställd 2024-04-03 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnEngineering design and optimization
  • KurskodPPU191
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPPDE
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeAutomation och mekatronik, Maskinteknik, Teknisk design
  • InstitutionINDUSTRI- OCH MATERIALVETENSKAP
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 33115
  • Max antal deltagare60
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterNej

Poängfördelning

0117 Inlämningsuppgift 3 hp
Betygsskala: UG		3 hp
0217 Tentamen 4,5 hp
Betygsskala: TH		4,5 hp
  • 26 Okt 2024 em J
  • 09 Jan 2025 fm J
  • 27 Aug 2025 fm J

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

- CAD
- Maskinelement, Tillämpad Mekanik eller liknande
- FEM
- Programmering i Python (eller Matlab)
- Materialvetenskap
- Tillverkningsteknik
- Mekanik
- Solid mekanik
- Matematik motsvarande 30 hp, inklusive multivariat analys och numerisk analys

Syfte

Kursen syftar till att integrera traditionella designmetoder med koncept och tekniker inom modern optimeringsteori och praktik. Vidare syftar kursen till att:
- Demonstrera olika verktyg och metoder för optimering av mekaniska produkter och strukturer i olika faser av produktutveckling
- Design för förbättring av komponenter i produkter och mekaniska system genom att överbrygga detaljerad design och kreativa sidan av designprocessen på ett systematiskt sätt
- Visa utvecklingskedjans iterativa karaktär inklusive modellering-analys-test
- Använd och bekanta eleverna med moderna CAE-verktyg
- Inkludera materialval som en del av produktutvecklingsprocessen

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

- Bemästra hela utvecklingskedjan inklusive modellering-analyser-test-utvärdering
- Tillämpa tidigare inlärda designmetoder och verktyg på praktiska problem
- Tillämpa tidigare kunskaper inom matematik och mekanik för att formulera och lösa optimeringsproblem.
- Formulera konstruktionsoptimeringsproblem baserad på projekt- eller produktkrav
- Identifiera förbättringsområden i en produktdesign
- Identifiera och välj lämpliga materialalternativ för en produkt utifrån produktkrav
- Skapa lämpliga simuleringsmodeller av designproblemet
- Välj en lämplig algoritm baserat på problemspecifikation
- Bedöma fördelarna och nackdelarna med olika algoritmer baserat på optimeringsproblemet
- Beräkna en iteration från olika gradientbaserade algoritmer, både begränsade och obegränsade
- Beskriv logiken med olika icke-gradientbaserade algoritmer
- Tillämpa numeriska optimeringsteknik och programvaror för att lösa optimeringsproblem
- Hantera olika målfunktioner och system i ett optimeringsproblem
- Integrera robusthet och tillförlitlighet i optimeringsformuleringen
- Förstå och tillämpa olika typer av strukturoptimering
- Använd Computer Aided Engineering (CAE)-verktyg för att designa och simulera produktprestanda
- Tolka optimeringsresultat för beslutsfattande (t.ex. vid materialval, geometri, tillverkning, produktion)
- Skapa CAE-ritningar för användning med tredimensionella utskriftsverktyg
- Skapa och upprepa designlösningar för att ständigt förbättra en produkts design och prestanda
- Kommunicera konstruktionslösningar, innefattande underlag för givna val, fördelar och nackdelar för olika alternativ

Innehåll

- Formulera och lösa optimeringsproblem
- Val och tillämpning av optimeringsalgoritmer och verktyg
- Identifiering av nödvändiga materialegenskaper och val av material för designlösningar (t.ex. Granta EduPack)
- Omvandling av krav och specifikationer till konstruktionssyften och avgränsningar
- Modellering-analys-testmetoder som länkar beräkningar (t.ex. Python, CAD/CAE (t.ex. CATIA, ANSYS,COMSOL) och prototypframställning (t.ex. Additiv Tillverkning)

Organisation

Föreläsningar, gästföreläsningar, workshopar samt tre projektuppgifter.

Litteratur

Valda kapitel från Engineering Design Optimization (Huvudlitteratur) (e-bok)
Valda kapitel från Principles of Optimal Design: Modeling and Computation (e-bok)
Valda kapitel från An Introduction to Structural Optimization (e-bok)
Valda artiklar

Examination inklusive obligatoriska moment

Skriftlig tenta (Betygskala, 5, 4, 3, Underkänd)
Dugga (Bonuspoäng till ordinarie tentamen samma år, appliceras vid godkänt tenta)
Tre godkända projekt (Godkänd/Underkänd)
Reflektion från gästföreläsningar.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.

Kursplanen innehåller ändringar

  • Ändring gjord på kurs:
    • 2024-04-02: Examination Examination ändrat av PA
      Uppdaterat information om examination
    • 2024-04-02: Lärandemål Lärandemål ändrat av PA
      Uppdaterat lärandemål
    • 2024-04-02: Organisation Organisation ändrat av PA
      Uppdaterat information om kursens organisation
    • 2024-04-02: Litteratur Litteratur ändrat av PA
      Uppdaterat engelsk information om litteratur
    • 2024-04-02: Förkunskapskrav Förkunskapskrav ändrat av PA
      Uppdaterat engelsk information om förkunskaper
    • 2024-04-02: Innehåll Innehåll ändrat av PA
      Uppdaterat innehåll
    • 2024-04-02: Syfte Syfte ändrat av PA
      Uppdaterat formulering av syfte