Faglig innhold

Emnet ser på forskjeller mellom konstruksjonsdesign og strukturanalyser med fokus på systemnivå av design og undersøkelse konstruksjoner som større enheter. Her vil vi undersøke utvalgte emner innen beregning og design av konstruksjoner og strukturelle systemer. Dvs. fokus er på digitale designen av konstruksjoner ved bruk av grunnleggende mekanisk kunnskap (statisk og dynamisk). Sammenligning mellom tradisjonell designtilnærming og de nye metodene, som parametrisk modellering, kunstig intelligens, etc. presenteres. Parametrisk modellering forklares i detalj, også ved øvelsen som gjennomføres under forelesningene. Følgende emner er også inkludert: Analyse av konstruksjonssystemer og lastbærende systemer. For eksempel tynn skjell, gitterkonstruksjoner, broer og generelt lang spenn vurderes, presenteres, utformes og forklares, 3D FE-modellering av forbindelser og påvirkning av global oppførsel for konstruksjoner, dynamiske og bruksgrense problemer i brodesign, knekkingsanalyse . Hvert emne i kurset vil være basert på bruk av digitale verktøy som: AutoCAD, Dynamo, Robot eller Abaqus. Merk, endringer kan forekomme.

Læringsutbytte

TKT4198 er ett av de siste kursene i studentutdanningen ved NTNU KT. Studentene bruker omfattende ulike typer programvare gjennom hele kurset. Kurset dekker endelig elementanalyse for objekter som: bjelker, skall, faste stoffer (kun kort). Kurset forklarer metoder som: lineær elastisk analyse av store 3D-strukturer, modalanalyse, analyse med stor forskyvning, knekking-analyse. Kurset fokuserer også på å skape numeriske modeller ved hjelp av nye teknologier. Parametrisk modellering, programmering og algoritmeassistert design brukes til å generere beregningsmodeller.

TKT4198 har disse læringsmålene:

Kunnskap: Kandidaten bør kunne forklare FEA for strukturer med mange elementer. Studenten bør selv kunne avgjøre hvilken type analyse som skal brukes for en spesifikk oppgave og grensebetingelse. Studenten bør kunne bruke FEA i parametrisk modelleringsmiljø. Studenten bør forstå grunnleggende typer optimeringsmetoder.

Ferdigheter: Kandidaten bør kunne utføre ulike typer FEA i vanlig FE-programvare. Kandidaten bør bruke algoritmeassistert design i vanlig CAD-programvare. Kandidaten bør være fortrolig med Python-skripting for optimering og modellering av strukturens geometri.

Generell kompetanse: Kandidaten bør kunne forklare og kritisk diskutere bruken av endelige elementmetoden i analysen av strukturer. Studenten bør kunne bruke visuell programmering og skripting for å modellere og utføre analyser.

Digital kompetanse: Dyktig bruk av endelige elementprogram (Autodesk Robot) for rammer, fagverk, skallstrukturer: modellering, 1. og 2. ordens analyse, knekking, modal, tidsavhengig analyse og tolkning av resultater. Programmering i AAD-programvare (Autodesk Dynamo) med visuell og klassisk skripting. Bruke Python for å utføre optimering.

Bærekraftkompetanse: Kurset har som mål å gi studentene nødvendige ferdigheter for å designe trygge og kostnadseffektive strukturer. Kurset viser hvordan de kan optimalisere strukturen med tanke på vekt, utnyttelse, forskyvning og dermed rasjonalisere LCA-faktorene.

Læringsformer og aktiviteter

Emnet vil gjennomføres med forelesninger, øvinger og prosjektoppgave. Prosjektoppgave og 3/4 av øvingene må være godkjent for å få adgang til eksamen. Undervisningen blir gitt på engelsk dersom studenter som ikke behersker norsk tar emnet. Hvis undervisningen gis på engelsk gis eksamensoppgavene kun på engelsk. Studentens besvarelse kan være på norsk eller engelsk.

Obligatoriske aktiviteter

• Regneøvinger

Anbefalte forkunnskaper

TKT4132 Mekanikk 3. Grunnleggende kurs i stål og betong som dekker dimensjonerings-prinsipper for bjelker, søyler og forbindelsesmidler.

Kursmateriell

I all hovedsak vil kursmateriell være forelesningsnotater, utvalgte journal artikler og konferanseartikler og selvstendige litteraturstudier være basis i faget. Videos på spesielle temaer er også tilgjengelige.

Studiepoengreduksjon