İTÜ
LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU
(GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM)Ders Kitabı (Textbook)
Haftka, R.T., Gürdal, Z., Elements of structural optimization, Kluwer, 1992.
Diğer Kaynaklar
(Other References)
Maddeler halinde en çok 5 adet
-Bendsoe, M.P., Optimization of structural topology, shape and material, Springer, New York, 1995.
-Rozvany, G.I.N., Structural design via optimality criteria: the Prager approach to structural optimization, Kluwer, Dordrecht, 1989.
-Kirsh, U., Structural Optimization, Springer-Verlag, 1993.
Dersin Adı Course Name
Yapısal Optimizasyon Structural Optimization
Kodu (Code)
Yarıyılı (Semester)
Kredisi (Local Credits)
AKTS Kredisi (ECTS Credits)
Ders Türü (Course Type)
MAK617E Güz
(Fall) 3 7,5 Yüksek Lisans
(M.Sc.) Bölüm / Program
(Department/Program) Makina Mühendisliği / Katı Cisimlerin Mekaniği (Mechanical Engineering / Solid Mechanics) Dersin Türü
(Course Type) Secimli (Selective)
Dersin Dili
(Course Language) Ingilizce (English) Dersin İçeriği
(Course Description) 30-60 kelime arası
Fonksiyon ve parametre optimizasyonuna giris. Lineer programlama yontemleri, kisitsiz ve kisitli optimizasyon, carpanlar, kuazi Newton ve descent yontemler. Non-lineer programlama, yapisal elemanlarin optimum tasarimi, ayrik ve surekli sistemler icin varyasyonel formulasyon,
sensitivite analizi, homojenizasyon yontemi. Sekil ve topoloji optimizasyon problemlerine giris, katilik, dayanim, burkulma ve dinamik davranislar icin optimum malzeme dagilimi ve sekli.
Introduction to function and parameter optimization. Linear programming methods, unconstraned and contraned optimization, multiplier, quasi-Newton and descent methods. Nonlinear
programming, optimal design of structural elements and systems, variational formulation for discrete and distributed parameter structures, sensitivity analysis, homogenization method,.
Introduction to size, shape and topology optimization problems, optimal material distribution and layout, design for criteria of stiffness, strenght, buckling and dynamic response.
Dersin Amacı (Course Objectives) Maddeler halinde 2-5 adet
1. Yapisal optimizasyon alaninda temel teorik bilgileri vermek.
2. Yapisal optimizasyon formulasyon ve cozumlerini mühendislik uygulamalarinda kullanabilme yeteneğini kazandırmak.
1. To introduce theoretical fundamentals of structural optimization.
2. To improve the ability to use the formulation and solutions of structural optimization in engineering applications.
Dersin Öğrenme Çıktıları (Course Learning Outcomes)
Maddeler halinde 4-9 adet
Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenci;
1. Lineer ve non-lineer programlama,
2. Kisitsiz ve kisitli optimizasyon problemlerinin cozumu, 3. Ayrik yapisal sistemlerin optimum tasarimi,
4. Surekli yapisal elemanlarin optimum tasarimi
konularında ileri düzey bilgiler edinip, mühendislik problemlerinde kullanabilme becerisi kazanacaktır.
Students who successfully complete this course obtain advanced information and ability to use on 1. Linear and nonlinear programming,
2. Solutions of unconstrained and constrained optimization problems, 3. Optimum design of discrete structural systems,
4. Optimum design of continuous structural elements .
Ödevler ve Projeler (Homework & Projects)
Dersin daha anlaşılır olması için ödevler verilecektir.
Homework assignments will be given to have a better understanding of the course.
Laboratuar Uygulamaları (Laboratory Work)
Bilgisayar Kullanımı (Computer Use)
Ödevlerin hazırlanmasında bilgisayardan yararlanılmalidir.
Computer should be used in the preparation of homework.
Diğer Uygulamalar (Other Activities) Başarı Değerlendirme Sistemi
(Assessment Criteria)
Faaliyetler (Activities)
Adedi*
(Quantity)
Değerlendirmedeki Katkısı, % (Effects on Grading, %) Yıl İçi Sınavları
(Midterm Exams) 2 % 40
(40 %) Kısa Sınavlar
(Quizzes) Ödevler
(Homework) 5 % 20
(20 %) Projeler
(Projects)
Dönem Ödevi/Projesi (Term Paper/Project) Laboratuar Uygulaması (Laboratory Work) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Final Sınavı
(Final Exam) 1 % 40
(40 %)
*Yukarıda Belirtilen Sayılar Minimum Olup Yerine Getirilmesi Zorunludur.
DERS PLANI
Hafta Konular
Dersin Çıktıları
1 Fonksiyon ve parametre optimizasyonuna giris 1
2 Yapisal optimizasyonda klasik yontemler 1
3 Lineer programlama 2
4 Kisitsiz optimizasyon 2
5 Kisitli optimizasyon 2
6 Kisitli optimizasyon ve uygulamalari 2
7 Ayrik yapisal sistemlerin optimum tasarimi 3
8 Ayrik yapisal sistemlerin optimum tasarimi ve uygulamalari 3
9 Surekli yapisal elemanlarin formulasyonu 3, 4
10 Surekli yapisal elemanlarin formulasyonu 3, 4
11 Sensitivite analizi 4
12 Homojenizasyon yontemi 4
13 Boyut’ sekil ve topoloji optimizasyonuna giris 4
14 Katilik, dayanim, burkulma ve dinamik davranis kriterleri altinda optimum malzeme dagilimi 4
COURSE PLAN
Weeks Topics
Course Outcomes
1 Introduction to function and parameter optimization 1
2 Classical tools in structural optimization 1
3 Linear programming 2
4 Unconstrained optimization 2
5 Constrained optimization 2
6 Constrained optimization with applications 2
7 Optimal design of discrete structural systems 3
8 Optimal design of discrete structural systems with examples 3
9 Formulation of continuous structural elements 3, 4
10 Formulation of continuous structural elements 4
11 Sensitivity analysis 4
12 Homogenization method 4
13 Introduction to size, shape and topology optimization problems 4
14 Optimal material distribution and layout, design for criteria of stiffness, strenght, buckling and dynamic response.
4
Dersin Katı Cisimlerin Mekaniği Programıyla İlişkisi
Programın mezuna kazandıracağı bilgi, beceri ve yetkinlikler (programa ait çıktılar)
Katkı Seviyesi 1 2 3 i Lisans düzeyi yeterliliklerine dayalı olarak, makina tasarımı alanında
bilgilerini uzmanlık düzeyinde geliştirebilme ve derinleştirebilme(bilgi). X
ii
Katı cisim mekaniğinin ilişkili olduğu disiplinler arası etkileşimi kavrayabilme, bu alanda edindiği uzmanlık düzeyindeki kuramsal ve uygulamalı bilgileri farklı disiplin alanlarından ve özellikle biyomühendislikten gelen bilgilerle bütünleştirerek kullanabilme, yorumlayabilme ve yeni bilgiler oluşturabilme (bilgi ve beceri).
X
iii
Makina tasarımında karşılaşılan sorunları araştırma yöntemlerini kullanarak çözümleyebilme, bu alandaki uygulamalarda karşılaşılan ve öngörülemeyen karmaşık sorunların çözümü için yeni stratejik yaklaşımlar geliştirebilme ve sorumluluk alarak çözüm üretebilme (beceri).
X
iv
Katı cisim mekaniğinde uzmanlık gerektiren bir çalışmayı bağımsız olarak yürütebilme (Bağımsız çalışabilme, öğrenme ve sorumluluk alabilme yetkinliği).
X
v
Bu alandaki sorunların çözümlenmesinin gerektiği ortamlarda liderlik yapabilme ve edindiği uzmanlık düzeyindeki bilgi ve becerileri eleştirel bir yaklaşımla değerlendirebilme ve öğrenmesini yönlendirebilme (Bağımsız çalışabilme, öğrenme ve sorumluluk alabilme yetkinliği).
X
vi
Mekanik tasarımdaki güncel gelişmeleri ve kendi çalışmalarını, nicel ve nitel veriler ile destekleyerek, alanındaki ve alanı dışındaki gruplara, yazılı, sözlü ve görsel olarak sistemli biçimde aktarabilme, sosyal ilişkileri ve bu ilişkileri yönlendiren normları eleştirel bir bakış açısı ile inceleyebilme, geliştirebilme ve gerektiğinde değiştirmek üzere harekete geçebilme. (İletişim ve sosyal yetkinlik).
X
vii Bir yabancı dili en az Avrupa Dil Portföyü B2 genel düzeyinde kullanarak
sözlü ve yazılı iletişim kurabilmek (İletişim ve sosyal yetkinlik). X viii Ticari yazılım kullanımı ve program yazılımı becerilerini kazanma
(İletişim ve sosyal yetkinlik). X
ix
Makina tasarımı ve biyomekanik konularında verilerin toplanması, yorumlanması, uygulanması ve duyurulması aşamalarında toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik değerleri gözeterek denetleyebilme ve bu değerleri öğretebilme (Alana özgü yetkinlik).
X
x
Katı cisimlerin mekaniği ile ilgili konularda strateji, politika ve uygulama planları geliştirebilme ve elde edilen sonuçları, kalite süreçleri çerçevesinde değerlendirebilme (Alana özgü yetkinlik).
X
xi
Katı cisimlerin mekaniği konusunda özümsedikleri bilgiyi, problem çözme ve/veya uygulama becerilerini, disiplinlerarası çalışmalarda ve özellikle biyomühendislik alanında kullanabilme (Alana özgü yetkinlik).
X
xii Kendi çalışmalarını, alanındaki uluslararası platformlarda, yazılı, sözlü
ve/veya görsel olarak aktarabilme (Alana özgü yetkinlik). X (1: Az, 2. Kısmi, 3. Tam)
Relationship Between Course and Solid Mechanics Curriculum
Program outcomes
Level of Contribution
1 2 3 i Developing and intensifying knowledge in the area of mechine design,
based upon the competency in the undergraduate level (knowledge). X
ii
Grasping the inter-disciplinary interaction related to solid mechanics related area, the ability to interprete and to form new types of knowledge by combining the knowledge from the expert-level theoretical and practical knowledge acquired in te area and the knowledge from various other disciplines, particularly from the bioengineering (knowledge and skill).
X
iii
Solving the problems faced in machine design area by making use of the research methods, the ability to develope new strategic approaches to solve the unforeseen and complex problems arising in the practical processes of one's area and coming up with solutions while taking responsibility.
X
iv
The ability to carry out a specialistic study related to solid mechanics area independently (competence to work independently and take responsibility).
X
v
Fulfilling the leader role in the environments where solutions are sought for the problems related to the area and assessing the specialistic knowledge and skill gained through the study with a critical view and directing one's own learning process (competence to work independently, learning competence and take responsibility).
X
vi
Systematically transferring the current developments in the area of mechanical system design and one's own work to other groups in and out of the area; in written, oral and visual forms, ability to see and develope social relationships and the norms directing these relationships with a critical look and the ability to take action to change these when necessary (Communication and Social Competency).
X
vii
Proficiency in a foreign language-at least European Language Portfolio B2 Level-and establishing written and oral communication with that language (Communication and Social Competency).
X
viii
Using the computer software together with the information and communication technologies efficiently and according to the needs of the area (Communication and Social Competency).
X
ix
Paying regard to social, scientific, cultural and ethical values during the collecting, interpreting, practicing and announcing processes of the area related data and the ability to teach these values to others (Area Specific Competency).
X
x
Developing strategy, policy and application plans concerning the subjects related to the solid mechanics area and the ability to evaluate the end results of these plans within the frame of quality processes (Area Specific Competency).
X
xi
Using the knowledge and the skills for problem solving and/or application (which are processed within the solid mechanics area) in inter-disciplinary studies, particularly in bioengineering area (Area Specific Competency).
X
xii
In the programs with thesis, the ability to present one's own work within the international environments orally, visually and in written forms (Area Specific Competency).
X (1: Little, 2. Partial, 3. Full)
Düzenleyen (Prepared by) Doç.Dr. Erol Senocak
Tarih (Date) 08.12.2011
İmza (Signature)
DERS YÜKÜ HESAPLAMA FORMU
Dersin Kodu MAK617E Dersin Adı
Structural Optimization Dersin Dili Ingilizce Dersin Kredisi
3(3+0+0) Dersin ECTS Kredisi
7,5
Hafta 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 TOPLAM
Saat Kazanılan Beceri
(Çıktılar) I I II II II II III III III, IV III, IV IV IV IV IV
Haftalık Ders
(Saat) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 42
Laboratuar (Saat) Uygulama (Saat)
Dersle ilgili Sınıf dışı Etkinlikler (Saat)
6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 84
Sınavlar ve Sınava Hazırlık
(Saat) 2 2 2 2 2 2 8 2 2 2 2 2 8 2 8,5 8 56,5
Toplam
Saat 11 11 11 11 11 11 17 11 11 11 11 11 17 11 8,5 8 182,5
Ders
Değerlendirme Sistemi
2 adet ara sınav (%40), 5 adet ödev (%20), Final sınavı (%40)
Ders Çıktıları
Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenci;
i. Lineer ve non-lineer programlama,
ii. Kısıtsız ve kısıtlı optimizasyon problemlerinin çözümü iii. Ayrık yapısal sistemlerin optimum tasarımı
iv. Sürekli yapısal elemanların optimum tasarımı
konularında ileri düzey bilgiler edinip, mühendislik problemlerinde kullanabilme becerisi kazanacaktır.
Tarih 08.12.2011 Formu
Hazırlayan Doç.Dr. Erol Şenocak Formu
Onaylayan
