III. semestar sveučilišnog diplomskog studija Strojarstvo, smjer: Konstruiranje i razvoj proizvoda
Tjedno opterećenje: 2P + 2V
ECTS bodovi: 5
Prof. dr. sc. Željko Ivandić, konzultacije utorak, 13-15 sati, ured 311
Prof. dr. sc. Mirko Karakašić, konzultacije ponedjeljak 10-12 sati, srijeda 12-14 sati, ured 203/3
Prof. dr. sc. Dražan Kozak, konzultacije ponedjeljak, 8-10 sati, ured 310
Prof. dr. sc. Pejo Konjatić, konzultacije uz prethodni dogovor na e-mail, ured 203/3
Doc. dr. sc. Darko Damjanović, konzultacije uz prethodni dogovor na e-mail, ured 411
Doc. dr. sc. Ivan Gelo, konzultacije uz prethodni dogovor na e-mail, ured 203/2
Doc. dr. sc. Ivan Grgić, konzultacije utorak, 9-11 sati, ured 309
Jure Marijić, mag. ing. mech., asistent, konzultacije utorak, 9-11 sati, ured 309
Marko Vilić, mag. ing. mech., asistent, konzultacije utorak, 9-11 sati, ured 309
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.
Cilj kolegija
Upoznati studente s pojmom i općim principima optimiranja konstrukcijskih značajki strojarskih konstrukcija, koristeći analitičke, numeričke i eksperimentalne metode. Usvojiti metode optimiranja na primjerima različitih konstrukcijskih komponenti obzirom na dimenzije i oblik; koncentraciju naprezanja; raspored pojedinih elemenata u konstrukciji; materijal pojedinih komponenti, stabilnost konstrukcije; smanjenje mase i ukupnih troškova izrade, itd.
Način polaganja ispita
Pismeno i usmeno ispitivanje.
Popis literature potrebne za studij i polaganje ispita
- Young W. Kwon; Hyochoong Bang: The Finite Element Method Using MATLAB, Second Edition, CRC Press, 2000, ISBN: 0849300967
- Polak, E.: Computational Methods in Optimization, Academic Press, New York, 1971.
- Ramamurti, V.: Computer-Aided Mechanical Design and Analysis, Mc Graw Hill, 1998, ASIN: 0070600368
Popis literature koja se preporučuje kao dopunska
- Haward, B.W.; Turcotte, L.H.; Halpern, D.: Advanced Mathematics and Mechanics Applications Using MATLAB, CRC Press, 2003.
- Matek, W.; Muhs, D.; Wittel, H.: Maschinenelemente Aufgabensammlung. Aufgaben, Lösungshinweise, Ergebnisse, Vieweg Verlag, 2000.
- http://www.maedler.de/katalog_de/index_d.html
- http://www.ndim.edrc.cmu.edu/
- http://cadlab.mit.edu/about/
- http://www.wildefea.co.uk/consulting/casestudies/
Ishodi učenja
- Definirati osnovne pojmove i opće principe optimiranja konstrukcijskih značajki strojarskih konstrukcija
- Primijeniti varijacijski račun u analizi inženjerskih problema
- Vrednovati konstrukcijske značajke u cilju postizanja zadane vrijednosti funkcije cilja
- Primijeniti inverznu funkciju cilja za povećanje točnosti postizanja varijabli funkcije cilja
- Optimirati različite konstrukcijske elemente obzirom na dimenzije, oblik i masu
- Optimirati komponente u nekom od dostupnih CAD programskih paketa, s implementiranim modulom za numeričku analizu (npr. Catia, SolidWorks, Algor i dr.), uz mogućnost integracije s nekim programskim alatom za optimiranje funkcije cilja (MatLab, Mathematica, SAS i dr.)
Povezivanje ishoda, učenja, nastavnih metoda i procjena ishoda učenja
| Nastavna aktivnost | ECTS | Ishod učenja | Aktivnost studenta | Metode procjenjivanja | bodovi min-maks |
| Pohađanje nastave | 2 | 1-6 | Prisutnost uz aktivno sudjelovanje | Evidencija nazočnosti studenata: 80 % = 1 bod 81-85 % = 2 boda 86-90 % = 3 boda 91-95 % = 4 boda 96-100 % = 5 bodova |
5-5 |
| Izrada seminarskih radova | 1 | 1-6 | Rješavanje seminarskih zadataka | Pregled točnosti rješenja za zadana 2 seminarska rada | 10-20 |
| Periodična provjera znanja putem kolokvija | 1,5 | 1-6 | Priprema za kolokvij kao aktivni samostalni rad i rad u grupi uz konzultacije | Rješavanje po dva zadatka u dva kolokvija. Provjera točnosti rješenja uz ponoć računalnih programa |
20-40 |
| Završni ispit | 0,5 | 1-6 | Ponavljanje usvojenog gradiva | Usmeni ispit | 5-15 |
| Ukupno: | 5 | 40-100 |