Цели и задачи дисциплины
Цель — изучение современных методов оптимального проектирования материалов и элементов конструкций для использования полученных знаний в практической инженерной деятельности: при проектировании машин и оборудования, увеличения их надежности, долговечности и функциональных возможностей, минимизации затрат на создание и эксплуатацию.
Задачи:
- изучение аналитических методов оптимизации;
- изучение численных методов оптимизации и их программных реализаций;
- освоение практического применения методов для обеспечения прочности, надежности и долговечности элементов конструкций.
Краткое содержание дисциплины
Изучение дисциплины направлено на формирование навыков постановки задач проектирования конструкций как математической задачи оптимизации и применения методов поиска экстремума к задачам, возникающим в техническом проектировании. Внедрение в проектирование элемента целенаправленности позволяет существенно сократить затраты времени и получить экономически эффективное решение, которое в ряде случаев не может быть получено интуитивными методами. Основу методов составляют подходы математического программирования в выпуклых и невыпуклых задачах, подходы оптимального управления и теории многокритериальной оптимизации. В дисциплине изучаются: критерии оптимизации в задачах механики конструкций и машин, формулировка целевых функций и ограничений, одно- и многокритериальные задачи; типы оптимизации элементов конструкций (параметрическая, топологическая, оптимизация формы); эффективные аналитические и численные методы решения задачи оптимизации, в том числе, используемые совестно с методом конечных элементов.