• 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

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.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

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

  • неблокирующий домашняя работа №1
  • неблокирующий домашняя работа №2
  • неблокирующий экзамен
  • неблокирующий Контрольно-измерительные материалы
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (2 модуль)
    0.25 * домашняя работа №1 + 0.25 * домашняя работа №2 + 0.5 * экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Сопротивление материалов : учебник для втузов, Феодосьев В. И., 1986
  • Сопротивление материалов : учебник, Степин П. А., 1983

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Инструментальные средства математического моделирования: учебное пособие / Золотарев А.А., Бычков А.А., Золотарева Л.И. - Ростов-на-Дону:Издательство ЮФУ, 2011. - 90 с. ISBN 978-5-9275-0887-7 - Текст : электронный. - URL: http://znanium.com/catalog/product/556187
  • Методы оптимизации : учеб. пособие для вузов, Гончаров В. А., 2009
  • Ногин В.Д. - Принятие решений в многокритериальной среде: количественный подход - Издательство "Физматлит" - 2005 - 176с. - ISBN: 5-9221-0517-5 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/59371
  • Нуньес-Иглесиас Х., Уолт ван дер Ш., Дэшноу Х. - Элегантный SciPy - Издательство "ДМК Пресс" - 2018 - 266с. - ISBN: 978-5-97060-600-1 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/116124