Avancerad CAD och Topologioptimering, 7,5 hp

Innehåll

Denna kurs behandlar avancerade tekniker för att med hjälp av datorstödd modellering skapa komplexa geometrier och optimera design. Verktyg som loft, sweeping, boundary features och splines, samt top-down-modellering inklusive länkning av geometrier och parametrisk design ingår i kursen.

Grundläggande simulering och analys av modeller för passform och belastning med hjälp av Finita Elementmetoden (FEM) kommer att behandlas. Vidare behandlas topologioptimering med fokus på givna lastfall och tillverkningsrestriktioner som konstruktionsverktyg.

Kursen ger också en översikt av vanliga fel och utmaningar vid additiv tillverkning samt metoder för att hantera dessa för snabb och effektiv realisering av optimerade designer.

Förväntade studieresultat

För att uppfylla målen för kunskap och förståelse skall den studerande efter genomgången kurs kunna:
• (FSR 1) beskriva grundläggande begrepp inom kurvor och ytor
samt deras tillämpning i avancerad CAD-modellering,
• (FSR 2) redogöra för principer, verktyg och metoder inom
additiv tillverkning,
• (FSR 3) förklara de teoretiska grunderna vid topologioptimering
och dess nytta för design av materialeffektiva
komponenter.

För att uppfylla målen för färdighet och förmåga ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
• (FSR 4) skapa och anpassa virtuella 2D/3D-modeller, mockups
och prototyper med avancerade CAD-verktyg.
• (FSR 5) reparera och optimera importerade CAD-modeller.
• (FSR 6) självständigt tillämpa finita elementmetoden (FEM) för
att lösa topologioptimeringsproblem och tolka
resultaten.
• (FSR 7) självständigt tillämpa finita elementmetoden för att lösa
topologioptimeringsproblem.
• (FSR 8) anpassa CAD-modeller för prototyptillverkning, med
särskilt fokus på 3D-printing och hantering av relevanta
utmaningar vid additiv tillverkning.
• (FSR 9) genomföra en topologioptimering i CAD baserat på
givna krav.
• (FSR 10) dokumentera processen och analysera resultatet av
topologioptimeringen.

För att uppfylla målen för värdering och förhållningssätt ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
• (FSR 11) självständigt identifiera och analysera vanliga
geometrirelaterade problem i CAD-modeller.
• (FSR 12) kritiskt utvärdera strategier för modellframtagning
anpassade efter specifika tillämpningar.

Behörighetskrav

För tillträde till kursen krävs Hållfasthetslära, 7,5 hp, Datorstödd maskinritning, 7,5 hp, eller motsvarande kunskaper.

Undervisningens upplägg

Undervisningen bedrivs i form av lektioner, föreläsningar och handledning i samband med laborationer. Inslag av grupparbeten och projektarbeten kan förekomma. Lektioner och föreläsningar ägnas åt genomgång av problemlösning och demonstrationer.

Examination

Kursen examineras genom inlämningsuppgifter. Poäng ges i relation till uppgiftens storlek och komplexitet. För att bli godkänd på kursen krävs att samtliga examinerande moment är godkända. Betyget på kursen som helhet använder betygsskalan Underkänd (U), Godkänd (G) och Väl Godkänd (VG). Vid betygssättningen räknas poängen från inlämningsuppgifterna ihop till en sammanlagd poängsumma. Betyget G erhålls om den sammanlagda poängsumman uppgår till minst 50% av sammanlagd maxpoäng. För betyget VG krävs minst 75% av sammanlagd maxpoäng.

Student som erhållit godkänt resultat på ett prov får ej genomgå förnyat prov. För studerande som inte blivit godkänd vid ordinarie provtillfälle anordnas förnyat provtillfälle i enlighet med Umeå universitets Regler för betyg och examination på grund- och avancerad nivå (FS 1.1-574-22). Det första omprovet erbjuds senast två månader efter ordinarie provtillfälle. Undantaget de fall då ordinarie prov äger rum i maj eller juni månad, då erbjuds istället ett första omprovstillfälle inom tre månader efter ordinarie provtillfälle. Dessutom erbjuds ytterligare minst ett omprov inom ett år från ordinarie provtillfälle. I de fall prov inte kan upprepas enligt gällande regler för omprov ska det istället ersättas med annan uppgift. Omfattningen av och innehållet i sådan uppgift ska stå i rimlig proportion till det missade provet.

En student som utan godkänt resultat har genomgått två prov för en kurs eller en del av en kurs, har rätt att få en annan examinator utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det (6 kap. 22 §, HF). Begäran om ny examinator ställs till prefekten vid institutionen för tillämpad fysik och elektronik.

Övriga föreskrifter

Examinator kan besluta om avsteg från kursplanens examinationsform. Individuell anpassning av examinationsformen ska övervägas utifrån studentens behov. Examinationsformen anpassas inom ramen för kursplanens förväntade studieresultat. Student som har behov av en anpassad examination ska senast 10 dagar innan examinationen begära anpassning hos kursansvarig institution. Examinator beslutar om anpassad examination som sedan meddelas studenten.

Övergångsbestämmelser

I det fall att kursplan upphör att gälla eller genomgår större förändringar, garanteras studenter minst tre provtillfällen (inklusive ordinarie provtillfälle) enligt föreskrifterna i den kursplan som studenten ursprungligen varit kursregistrerad på under en tid av maximalt två år från det att tidigare kursplan upphört att gälla.