| Tantárgy neve (magyarul, angolul) | Szerkezetoptimálás | |||
|
Structural Optimization
|
||||
| Tantárgykód | BMEGEGINGSO | |||
| Tantárgyjelleg | kontaktórás tanegység | |||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) | kurzustípus: | előadás (elmélet) | gyakorlat | laboratóriumi gyakorlat |
| óraszám (heti): | 1 | 0 | 2 | |
| jelleg (kapcsolt/önálló): | - | - | kapcsolt | |
| Tanulmányi teljesítményértékelés (minőségi értékelés) típusa | félévközi érdemjegy | |||
| Tantárgy kreditértéke | 4 | |||
| Tantárgyfelelős | neve: | Dr. Körtélyesi Gábor Zoltán | ||
| beosztása: | adjunktus | |||
| elérhetősége: | kortelyesi.gabor@gt3.bme.hu | |||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység | Gép- és Terméktervezés Tanszék | |||
| http://www.gt3.bme.hu | ||||
| Tantárgy weblapja | http://www.gt3.bme.hu/ngso | |||
| Tantárgy oktatásának nyelve | magyar | |||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | kötelezően választható | |||
| Közvetlen előkövetelmények | Erős előkövetelmény | nincs | ||
| Gyenge előkövetelmény | ||||
| Párhuzamos előkövetelmény | ||||
| Mérföldkő előkövetelmény | legalább 0 megszerzett kredit | |||
| Kizáró feltétel | BMEGEGEMGSO | |||
Célkitűzés
A tárgy célja megismertetni a hallgatókkal azokat az alapfogalmakat, módszereket és eljárásokat, amelyek sikerrel alkalmazhatók a gépészeti tervezési feladatok megoldáskeresése során, hogy képesek legyenek hatékonyan a legelőnyösebb megoldások képzésére és kiválasztására. A fenti cél érdekében a hallgatók megismerik az optimálási feladat megfogalmazási lehetőségeit, az egyes megfogalmazási módok esetén alkalmazható optimálási eljárásokat és az optimálás célszerű végrehajtásának módjait. Ismereteiket valós konstrukciók optimális megoldásának keresése során mélyítik el.
Tanulási eredmények
A tantárgy teljesítésével elsajátítható kompetenciák
Tudás
Ismeri az optimálási feladat megfogalmazása során használt alapfogalmakat, mennyiségeket és azok jelentését. Tisztában van a géptervezési gyakolatban előforduló szerkezetoptimálási feladatok típusával (topológiaoptimálás, alakoptimálás, méretoptimálás). Tisztában van a szerkezetopimálási feladat megfogalmazási módszerével. Képes kiválasztani a megfogalmazott feladat megoldására alkamas eljárást és ismeri annak jellegzetességeit (konvergenciasebesség, lokális-globális szélsőértek, konvexitás, számítási igény, stb.). Ismeri az alapvető optimálási eljárásokat, tudja, hogy azok melyik csoportba tartoznak (heurisztikus technikák, valószínűségi alapon nyugvő eljárások, gradiensmentes módszerek, gradiensszámítást igénylő módszerek). Átlátja a parametrikus alakoptimálási feladat megfogalmazásának és megoldásának módját. Tisztában van az optimum kritérum módszerek alkalmazási feltételeivel és speciális tulajdonságaival. Tájékozott, hogy milyen típusú feladatok esetén alkalmazhatók előnyösen a véletlent használó optimálási eljárások. Tájékozott, hogy milyen matematikai programozási módszereket alkalmaznak leggyakrabban ipari feladatok megoldására. Megkülönbözteti az érzékenységszámítás különböző technikáit.
Képesség
A megismert optimálási eljárásokat alkalmazza a mérnöki tervezés során a tervek továbbfejlesztésére. Elkészíti egy CAE rendszerben a szerkezet olyan parametrikus geometriáját, amely alkalmas a kitűzött alakoptimálási feladat megoldására. Ismeri a geometriai paraméterezés optimálási folyamatra gyakorolt hatását és ennek alapján képes átdolgozni egy kiinduló optimálandó geometriát. Kiválasztott CAE rendszer használatával képes a szerkezetek tervváltozatainak összehasonlításával heurisztikus optimálására és a folyamat automatizált nyomkövetésére. Az MS Excel solver modulját használja az optimálási feladatok megoldásához. Képes elemezni a paraméterek hatását és kiválasztani a relevánsakat közülük, valamint töbszintű vizsgálattal meghatározni az optimálási tartományt. A topológiaoptimálás alapfogalmait, jellegzetességeit használja egyszerű 2D-s és 3D-s feladatok megoldására. Vizsgálja összetettebb topológiaoptimálási feladatok megfogalmazását, amelynek megoldásához Altair Inspire rendszert használ. Azonosítja az optimálási feladat típusát, majd rendelkezik alapismeretekkel Altair HyperWorks szoftverrendszer alkalamazhatóságáról topológia-, alak- és kompozitoptimálási feladatok megoldásához. Kiválasztja a legmegfelelőbb optimálási technikát és szoftvert, amelyet egy iparközeli projektfeladat megoldásán keresztül illusztrál.
Attitűd
Munkáját, eredményeit és következtetéseit folyamatosan ellenőrzi. Folyamatos ismeretszerzéssel bővíti a mérnöki optimalizáscióval kapcsolatos tudását. Nyitott az információtechnológiai eszközök használatára. Fejleszti a pontos és hibamentes feladatmegoldást, a mérnöki precizitást és szabatosságot szolgáló képességeit. Eredményeit az elvárt formának megfelelően közzéteszi. Kész arra, hogy kulturált módon, szabatosan és élvezetesen magyarázza az elért eredményeit.
Önállóság és felelősség
Együttműködik az ismeretek bővítése során az oktatóval és hallgatótársaival. Elfogadja a megalapozott szakmai és egyéb kritikai észrevételeket. Osztályozza a megszerzett új ismereteket és kész felismerni az új ismereteinek alkalmazási lehetőségeit. Ismeretei birtokában, elemzései alapján felelős, megalapozott döntést hoz. Elkötelezett a rendszerelvű gondolkodás és problémamegoldás elvei és módszerei iránt. Felelősséget vállal a rábízott nagyértékű számítógépekért, szoftverekért.
Oktatási módszertan
Az előadások alapvetően a frontális oktatás technikáját alkalmazva ismertetik meg a hallgatókkal a tudás kompetenciaelemek által meghatározott információkat. Az előadásokhoz a tárgy honlapján előzetesen közzétett diasorok tartoznak, így a hallgatók azokat az előadáson saját jegyzeteikkel ki tudják egészíteni. Az előadásvázlatok az előadáson való részvétel nélkül nem elegendőek a megfelelő felkészültség eléréséhez. Lehetőség szerint külsős előadások színesítik az ismeretátadás módszereit. Az önálló gyakorlati foglalkozások az előadásoktól eltérő tematikával és elsősorban a gyakorlati ismeretek átadásával és alkalmazásával segítik elő az ismeretek készségszintű elsajátítását. A gyakorlatok során a gyakorlatvezető által az óra első felében átadott ismereteket a hallgatók előbb vezetett módon az oktatóval együtt, majd önálló feladatmegoldáson alkalmazzák. A csoportmunka-készségek fejlesztését szolgálja a kizárólag csoportosan elkészíthető házi feladat (optimálási projektfeladat megoldása), melyhez prezentáció is tartozik. Az ismeretek alkalmazhatóságára önállóan is kereshetnek megoldandó problémát a házi feladathoz. Különösen támogatjuk, hogy a megoldandó feladat projektfeladathoz, diplomatervfeladathoz kapcsolódjon, vagy például valamelyik egyetemi versenycsapat munkáját segítse (Pneumobil, FRT, stb.). Ez utóbbi támogatására bemutatót szervezünk a csapatoknál felmerülő aktuális feladatok ismertetéséről.
Tanulástámogató anyagok
Tankönyv
Erdősné, S. Cs., Gyurecz Gy., Janik J., Körtélyesi Gábor (ED): Mérnöki Optimalizáció, Typotex, 2012, Budapest, ISBN 978-963-279-538-6
Jegyzet
Online elérhető tanulástámogató anyag
http://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop425/0029_2A_Mernoki_optimalas_HU/mernoki_optimalas_HU.pdf
A tantárgyleírás hatályossága
| Hatályosság kezdete: | 2020. szeptember 1. |
| Hatályosság vége: | 2025. szeptember 1. |
Általános szabályok
A tanulási eredmények értékelése egy évközi összegző írásbeli teljesítménymérés és részteljesítmény értékelés (projekt jellegű házi feladat) alapján történik. Az összegző tanulmányi teljesítményértékelés: a tantárgy előadásain és gyakorlatain megszerezhető tudás típusú kompetenciaelemeinek írásos értékelési módja zárthelyi dolgozat formájában. A részteljesítmény értékelés a tantárgy tudás, képesség, attitűd, valamint önállóság és felelősség típusú kompetenciaelemeinek komplex értékelési módja, melynek megjelenési formája kétfős csoportban készített házi feladat.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
| 1. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | összegző (szummatív) értékelés | |
| Darabszáma: | 1 | |
| Célja, leírása: | Az összegző értékelés felméri a hallgatók tudás és képesség típusú kompetenciákkal meghatározott tanulási eredményeit. Ennek megfelelően az egyes összegző értékelés a kijelölt elméleti ismeretanyag elsajítítottságát, valamint a gyakorlaton szerzett ismeretek meglétét mérik fel. Teljesítésükre a tanulmányi teljesítményértékelési tervben meghatározott időpontban, előreláthatólag a 12. vagy a 14. oktatási héten kerül sor. | |
| 2. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | részteljesítmény (formatív) értékelés, projekt jellegű, komplex | |
| Darabszáma: | 1 | |
| Célja, leírása: | A feladat készítését gyakorlatvezetővezető felügyeli, aki minden gyakorlaton lehetőséget biztosít a konzultációra (a félév első felében elsősorban vezetett gyakorlatok lesznek, míg a második felében a projektek konzultálása kerül előtérbe). A feladat értelmezéséről, a modellalkotásról és az első eredményekről (valamint esetleges problémákról) egy szóbeli beszámolót kell tartani a 9. 10. oktatási héten, amelyre 15 pont szerezhető. A projektről elektronikus formában dokumentációt kell készíteni és a 14. héten leadni, valamint a kurzus résztvevői előtt prezentálni. A dokumentáció része egy írásos összefoglaló a problémáról, az alkalmazott szoftvereszközökről és a megoldás módszeréről, valamint az eredmények értékeléséről (fontos, hogy az optimált konstrukció gyárthatóságáról, gazdaságosságáról is véleményt mondjunk) , továbbá tartalmazza a munka során keletkezett releváns adatállományokat is. A dokumentációval 30, a 14. héten történő prezentációval 15 pont szerezhető. | |
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
A tárgyhoz nem tartozik vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelés.
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya a minősítésben, aláírás megadásában
| Azonosítója | Részarány |
|---|---|
| 1. Évközi teljesítményértékelés | 40 % |
| 2. Évközi teljesítményértékelés | 60 % |
Vizsgaelemek részaránya a minősítésben
A tárgyhoz nem tartozik vizsgaelem.
Érdemjegy megállapítása
| Érdemjegy | ECTS minősítés | Teljesítmény %-ban kifejezve |
|---|---|---|
| jeles (5) | Excellent [A] | 90 % felett |
| jeles (5) | Very Good [B] | 85 % - 90 % |
| jó (4) | Good [C] | 70 % - 85 % |
| közepes (3) | Satisfactory [D] | 55 % - 70 % |
| elégséges (2) | Pass [E] | 40 % - 55 % |
| elégtelen (1) | Fail [F] | 40 % alatt |
Az egyes érdemjegyeknél megadott alsó határérték már az adott érdemjegyhez tartozik.
Jelenléti és részvételi követelmények
Az érték hiánya az előadások esetében azt jelenti, hogy nincs jelenléti követelmény.
A laboratóriumi gyakorlatok legalább 80 %-án (lefelé kerekítve) tevőlegesen részt kell venni.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
A javításra, ismétlésre és pótlásra vonatkozó különös szabályokat a TVSz általános szabályaival együttesen kell értelmezni és alkalmazni.
| Évközi összegző teljesítményértékelések egyenként eredményesen teljesítendők-e? | ||
| NEM | ||
| Beadott és elfogadott részteljesítmény értékelés a jobb eredmény elérése érdekében a pótlási időszak végéig ismételten benyújtható-e? | ||
| igen | ||
| Összegző teljesítményértékelés javítási, illetve ismétlési módja első alkalommal: | ||
| az összegző (szummatív) teljesítményértékelések csak ÖSSZEVONTAN javíthatók, illetve ismételhetők | ||
| Összegző teljesítményértékelés ismétlő-javítási lehetősége engedélyezett-e, ha igen, milyen formában: | ||
| az ismétlő-javítás összevont formában lehetséges | ||
| Korábbi eredmény figyelembevétele javítás, ismétlés-javítás esetén: | ||
| az időben újabb eredmény felülírja a korábbit | ||
| Részteljesítmény értékelés javítási, illetve ismétlési módja első alkalommal: | ||
| a részteljesítmény értékelés egy alkalommal javítható, illetve ismételhető (ide értve a késedelmes benyújtást is) a pótlási időszak végéig | ||
| El nem végzett laboratóriumi gyakorlatok teljesítése: | ||
| az el nem végzett laborgyakorlatok a pótlási időszakban elvégezhetők, de ez nem kötelező | ||
| Hibásan (pl. jegyzőkönyvhiba) teljesített laboratóriumi gyakorlatok ismétlése: | ||
| a hibásan (pl. jegyzőkönyvhiba) teljesített laborgyakorlat a hibás rész kijavított formában történő benyújtásával teljesíthető | ||
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
| Tevékenység | óra / félév |
|---|---|
| részvétel a kontakt tanórákon | 42 |
| felkészülés a laboratóriumi gyakorlati foglalkozásokra | 14 |
| felkészülés az összegző teljesítményértékelésekre | 16 |
| részteljesítmény értékelés feladatának kidolgozása | 30 |
| további, a teljesítéshez szükséges munkaidő ráfordítás | 14 |
| összesen | 116 |
Tantárgykövetelmények hatályossága
| Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete: | 2020. szeptember 1. |
| Tantárgykövetelmények hatályosságának vége: | 2025. szeptember 1. |
Elsődleges szak
A tantárgy elsődleges (fő) szakja, amelyen meghirdetésre kerül és amelyhez a kompetenciák kapcsolódnak:
Gépészmérnöki
Kapcsolódás a KKK rendelet céljához és (szakos) kompenetciáihoz
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
- Ismeri a műszaki szakterület alapvető jelentőségű elméleteit, összefüggéseit és az ezeket felépítő terminológiát.
Képesség
- Műszaki szakterületen felmerülő problémák megoldásában képes alkalmazni a megszerzett általános és specifikus matematikai, természet- és társadalomtudományi elveket, szabályokat, összefüggéseket, eljárásokat.
Attitűd
- Nyitott és fogékony a műszaki szakterületen zajló szakmai, technológiai fejlesztés és innováció megismerésére és elfogadására, hiteles közvetítésére.
Önállóság és felelősség
- Önállóan képes mérnöki feladatok megoldására.
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
|
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
nincs |
|
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
nincs |