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Strukturoptimierung in der virtuellen Produktentwicklung (SOP)5 ECTS (englische Bezeichnung: Structural Optimization in virtual product development)
(Prüfungsordnungsmodul: Technische Wahlmodule)
Modulverantwortliche/r: Ralf Meske Lehrende:
Ralf Meske
weitere Studienfächer/Prüfungsordnungsmodule:
Einfrieren der UnivIS-Modul-Beschreibung: 15.8.2017
Technische Wahlmodule (18022)
Solid Mechanics and Dynamics (45829)
Wahlmodule (technisch und nichttechnisch) und Hochschulpraktikum (45848)
Startsemester: |
SS 2018 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (SS) |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
Inhalt:
- Einführung in die Strukturoptimierung
Mathematische Grundlagen
Bestimmung von Systemantworten und Sensitivitäten
Optimierung mit Excel
Parameteroptimierung mit gradientenbasierten Algorithmen
Formoptimierung
Topologieoptimierung
Globale Approximationsmethoden
Globale Optimierungsalgorithmen
Lernziele und Kompetenzen:
Die Studierenden
- Wissen
- Die Studierenden kennen die unterschiedlichen Methoden zur Strukturoptimierung im Rahmen der virtuellen Produktentwicklung.
Sie verstehen die mathematischen Grundlagen der unterschiedlichen Optimierungsverfahren.
Sie erkennen das wirtschaftliche Potential einer optimierungsbasierten Entwicklungsmethodik hinsichtlich Entwicklungszeit und Entwicklungskosten.
- Verstehen
- Die Studierenden verstehen die Definition einer Optimierungsaufgabe mit Zielfunktion(en), Nebenbedingungen und Designvariablen.
Sie können Einschränkungen aus der Fertigung durch passende Fertigungsnebenbedingungen in der Optimierung berücksichtigen.
Sie verstehen die Möglichkeiten und Einschränkungen der unterschiedlichen Optimierungsverfahren.
- Anwenden
-
- Analysieren
- Die Studierenden können für unterschiedliche Anwendungsfälle das jeweils am besten geeignete Optimierungsverfahren identifizieren und dessen Vorteile gegenüber anderen Verfahren benennen.
Sie können eine Abschätzung über die Anzahl an Funktionsauswertungen und der erwarteten Laufzeit des gewählten Verfahrens treffen.
Sie können beurteilen, wann eine Optimierungslösung Vorteile gegenüber einer ingenieurmäßigen Verbesserung bringt.
Sie wissen, wie ein Optimierungsergebnis in ein fertigungsgerechtes Design umgesetzt werden kann.
- Evaluieren (Beurteilen)
- Die Studierenden können die Ergebnisse verschiedener Optimierungsverfahren kritisch vergleichen, den Einfluss der gewählten Optimierungsstrategie beurteilen und qualifizierte Aussagen über die Güte des Ergebnis und seiner Realisierbarkeit machen.
- Erschaffen
- Die Studierenden sind in der Lage, die ihnen bekannten Verfahren für neue Probleme zu adaptieren und zu erweitern.
Literatur:
- L. Harzheim. Strukturoptimierung: Grundlagen und Anwendungen. Harri Deutsch 2014
M. P. Bendsoe, O. Sigmund. Topology Optimization: Theory, Methods and Applications. Springer 2002
K.-J. Bathe. Finite-Elemente-Methoden, Springer 2001
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
- Maschinenbau (Bachelor of Science): ab 3. Semester
(Po-Vers. 2009w | TechFak | Maschinenbau (Bachelor of Science) | Wahlmodule | Technische Wahlmodule)
Dieses Modul ist daneben auch in den Studienfächern "Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)", "Maschinenbau (Master of Science)" verwendbar. Details
Studien-/Prüfungsleistungen:
Strukturoptimierung in der virtuellen Produktentwicklung (Prüfungsnummer: 830631)
(englischer Titel: Structural optimization in virtual product development)
zugeh. "mein campus"-Prüfung: | - 17102 Technisches Wahlmodul (5 ECTS) (Prüfung, Form: Studienleistung, Zehntelnoten, Dauer: -, 5.0 ECTS, Platzhalter).
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- Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet, 5 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: SS 2018, 1. Wdh.: WS 2018/2019
1. Prüfer: | Paul Steinmann (100607) |
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