• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Инструментальные средства моделирования

2019/2020
Учебный год
RUS
Обучение ведется на русском языке
5
Кредиты
Статус:
Курс по выбору
Когда читается:
4-й курс, 1, 2 модуль

Преподаватель


Бобер Станислав Алексеевич

читает лекции, ведет семинары и принимает экзамены/зачеты

Программа дисциплины

Аннотация

Умение работать с CAD/CAM/CAE пакетами позволяющими решать задачи проектирования и анализа сложных физико-механических систем является необходимым навыком для современного инженера. В рамках курса, слушатели знакомятся с основами работы в системах SolidWorks и Nastran/Patran, позволяющими строить 3D модели инженерных объектов и исследовать их поведение при различных температурных и механических воздействиях.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Получение знаний и навыков в применении языка Python и модулей «научного стека» для решения краевых задач движения сплошной среды (методом конечных элементов) и многокритериальной оптимизации.
Результаты освоения дисциплины

Результаты освоения дисциплины

  • Демонстрирует теоретические знания методов многокритериальной оптимизации. Реализует алгоритм расчета границы Парето и поиска оптимального решения для супер критерия.
  • Демонстрирует теоретические знания механики сплошной среды. Реализует алгоритм расчета напряженно-деформированного состояния среды методом конечных элементов на языке Python.
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Теоретические положения и численное решение упругой задачи движения сплошной среды методом конечных элементов для анализа напряженно-деформированного состояния деталей сложной формы в двумерном пространстве
    Напряженно-деформированное состояние (НДС) в точке. Тензоры напряжений и деформаций. Главные оси и главные напряжения. Линейная интерполяция и функции формы (для треугольного плоского элемента). Уравнения метода конечных элементов и вывод их из принципа минимума полной энергии. Плоское напряженное состояние. Связь напряжений и деформаций, деформаций и перемещений. Матрица жесткости, градиентов, упругих постоянных. Критерии прочности. Реализация МКЭ на языке Python. Создание формы заготовки и ее триангуляция. Триангуляция Делоне. Сборка глобальной матрицы жесткости. Внесение граничных условий. Построение целевой функции для решения поставленной задачи поиска неизвестного параметра при заданных условиях. Поиск оптимума или корня построенной функции. Визуализация НДС в заготовке и построение графиков.
  • Оптимальное решение задачи движения сплошной среды с двумя противоречащими критериями и двумя параметрами.
    Критерии пластичности. Задача многокритериальной оптимизации. Методы многокритериальной оптимизации. Парето-оптимально множество. Область допустимых значений параметров. Область значений на плоскости критериев. Реализация построения указанных областей и Парето-оптимального множества. Суперкритерий, сведение задачи многокритериальной оптимизации к задаче многомерной оптимизации по суперкритерию. Реализация алгоритмов на языке Python.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • домашняя работа №1 (неблокирующий)
  • домашняя работа №2 (неблокирующий)
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (2 модуль)
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями, Соболь И. М., Статников Р. Б., ISBN: , 1981
  • Применение метода конечных элементов, Сегерлинд Л., Шестакова А. А., Победри Б. Е., ISBN: , 1979
  • Сопротивление материалов : учебник для втузов, Феодосьев В. И., ISBN: , 1986
  • Сопротивление материалов : учебник, Степин П. А., ISBN: , 1983
  • Элегантный SciPy : искусство научного программирования на Python, Нуньес-Иглесиас, Х., Уолт, Ш. ван дер, Дэшноу, Х., Логунова, А. В., ISBN: 9785970606001, 2018