ОПТИМАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ

Втюрин Максим Юрьевич (mvtyurin@yandex.ru)
к.ф.-м.н, ассистент
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, г. Нижний Новгород

На протяжении многих лет на кафедре теории упругости и пластичности механико-математического факультета ННГУ им. Н.И. Лобачевского осуществляется подготовка специалистов механиков. Одним из специальных курсов подготовки студентов является курс "Оптимизация деформируемых систем". Разработка методик оптимального проектирования различных классов конструкций осуществляется на кафедре более 30 лет. Среди достижений кафедры в этой области является разработка принципа поэтапной параметрической оптимизации и имитационного подхода. В последние годы в процессе обучения студентов стала использоваться широко известная система ANSYS. Появление системы ANSYS качественно изменила процесс обучения студентов методике оптимального проектирования. В рамках практикума студенты осваивают основные этапы, необходимые для создания оптимальных элементов деформируемых конструкций: параметрическое построение геометрической и конечно-элементной модели, приложение силовых факторов и наложение ограничений на систему, решение задачи (определение напряженно-деформированного состояния элемента конструкции), постпроцессорная обработка данных (анализ полученного решения), постановка задачи оптимального проектирование, выбор метода и настройка необходимых параметров оптимизации. Освоение и использование системы происходит как в интерактивном, так и в командном режимах. В процессе использования системы студенты получают и закрепляют навыки геометрического моделирования, навыки создания макросов, происходит осмысление методов математического программирования и основ численных методов.

Использование системы автоматизированного проектирования ANSYS в учебном процессе помогает студентам старших курсов перейти от глубокого теоретического понимания задач к практике реального проектирования (оптимального и рационального) механических систем и конструкций.