AKTS - Uygulamalarla Sonlu Elemanlar
Uygulamalarla Sonlu Elemanlar (MFGE505) Ders Detayları
| Ders Adı | Ders Kodu | Dönemi | Saati | Uygulama Saati | Laboratuar Hours | Kredi | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Uygulamalarla Sonlu Elemanlar | MFGE505 | Alan Seçmeli | 3 | 0 | 0 | 3 | 5 |
| Ön Koşul Ders(ler)i |
|---|
| N/A |
| Dersin Dili | İngilizce |
|---|---|
| Dersin Türü | Seçmeli Dersler |
| Dersin Seviyesi | Fen Bilimleri Yüksek Lisans |
| Ders Verilme Şekli | Yüz Yüze |
| Dersin Öğrenme ve Öğretme Teknikleri | Anlatım, Uygulama-Alıştırma, Sorun/Problem Çözme. |
| Dersin Öğretmen(ler)i |
|
| Dersin Amacı | Bu dersin amacı ögrencilere doğrusal katı cisim ve yapısal analiz problemleri kapsamında, güvenilir sonlu elemanlar tekniklerinin temel teorik ve pratik bilgilerinin kazandırılmasıdır. |
| Dersin Eğitim Çıktıları |
Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler;
|
| Dersin İçeriği | Sonlu elemanlar yönteminin geçmişi ve uygulamaları, direkt çözüm yaklaşımı, differansiyel denklemin güçlü ve zayıf formu, ağırlık fonksiyonları ve Gauss entegrasyonu, bir boyutlu problemler için SE formulasyonu, düzlemsel genleme/gerilme, eksenel simetrik problemler, deplasman tabanlı sonlu elemanlar, izoparametrik formülasyon. |
Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları
| Hafta | Konular | Ön Hazırlık |
|---|---|---|
| 1 | Ünite 1: Giriş Sonlu elemanlar yönteminin geçmişi ve katı cisim & yapısal analiz alanında kullanımı, doğrusal ve doğrusal olmayan problemlerin çözümüne yönelik uygulama örnekleri. | |
| 2 | Ünite 2: Doğrudan (Direkt) Çözüm Yaklaşımı Mukavemet bilgisine dayalı çubuk elemanı davranışı, eleman denklemlerinin sistem matrisine yerleştirilmesi, sınır koşulların uygulanması ve sistemin çözümlenmesi. | |
| 3 | Ünite 2: Doğrudan (Direkt) Çözüm Yaklaşımı İki boyutlu çubuk sistemler. Geometrik dönüşüm matrisleri, türetilen büyüklüklerin (gerilme) hesaplanması. Isıl gerilmeler. | |
| 4 | Ünite 3: Bir Boyutta Güçlü ve Zayıf Formlar Bir boyutlu gerilme analizi için güçlü ve zayıf formlar, güçlü ve zayıf formlar arasındaki denklik. | |
| 5 | Ünite 4: Bir boyutta Yaklasik Cozum, Agirlik Fonksiyonlari ve Gauss Entegrasyonu Doğrusal bir boyutlu eleman, ikinci dereceden bir boyutlu eleman, şekil fonksiyonlarının bir boyutta oluşturulması, Gauss entegrasyonu | |
| 6 | Ünite 5: Bir Boyutta Sonlu Elemanlar Formulasyonu İki düğüm noktalı eleman için eleman matrisleri, gerilme analizi ve ısı iletimi problemlerine uygulanması, sayısal deneylerle yakınsamanın incelenmesi. | |
| 7 | Ünite 6: Vektörel Problemler için Sonlu Elemanlar Formulasyonu – Doğrusal Elastisite Kinematik, gerilme ve gerilme vektöru, denge, bünye denklemleri. | |
| 8 | Ünite 6: Vektörel Problemler için Sonlu Elemanlar Formulasyonu – Doğrusal Elastisite Boyutları indirgenmiş problemler (düzlemsel genleme, düzlemsel gerilme ve eksenel simetrik problemler), güçlü ve zayıf formlar, düzlemsel genleme problemleri için sonlu elemanlar formulasyonu. | |
| 9 | Ünite 6: Vektörel Problemler için Sonlu Elemanlar Formulasyonu – Doğrusal Elastisite 3-düğüm noktalı üçgen eleman, eleman matrisleri, iki boyutta sayısal entegrasyon, sınır koşullarının uygulanması ve çözüm, gerilmelerin hesaplanması, sayısal deneylerle yakınsamanın incelenmesi. | |
| 10 | Ünite 7: Izoparametrik Formulasyon Izoparametrik formulasyonun temel prensibi, izoparametrik ve fiziksel uzay arasındaki dönüşümler. | |
| 11 | Ünite 7: Izoparametrik Formulasyon 4-düğüm noktalı düzlemsel genleme elemanı, eleman matrisleri, sayısal deneylerle yakınsamanın incelenmesi, 3 ve 4-düğüm noktalı eleman sonuçlarının karşılaştırılması. | |
| 12 | Ünite 8: Üç Boyutlu Elasto-statik Üç boyutta doğrusal elastisite denklemleri. | |
| 13 | Ünite 8: Üç Boyutlu Elasto-statik 8-düğüm noktalı katı elemanı, eleman matrisleri ve üç boyutta sayısal entegrasyon, sınır koşulların uygulanması ve çözüm. Gerilmelerin hesaplanması. | |
| 14 | Ünite 9: Deplasman Tabanlı Elemanların Performansı Belirli deformasyon modlarında (eğilmenin baskın olduğu haller, hacmin korunduğu haller) deplasman tabanlı elemanların performansı. Hacimsel kilitlenme konsepti ve indirgenmiş sayısal entegrasyonla giderilmesi. | |
| 15 | Dönem Sonu Sınav Çalışmaları | |
| 16 | Dönem Sonu Sınav Çalışmaları |
Kaynaklar
| Ders Kitabı | 1. Fish J., Belytschko T., A First Course in Finite Elements, John Wiley, 2007. |
|---|---|
| Diğer Kaynaklar | 2. Bathe, K.J., Finite Element Procedures. Prentice Hall, 1996. |
| 3. Zienkiewicz, O.C., Taylor, R.L., The Finite Element Method, Volume 1: The Basis, 6th Edition, Elsevier, 2005. | |
| 4. Zienkiewicz, O.C., Taylor, R.L., The Finite Element Method, Volume 2: Solid Mechanics, 6th Edition, Elsevier, 2005. |
Değerlendirme System
| Çalışmalar | Sayı | Katkı Payı |
|---|---|---|
| Devam/Katılım | - | - |
| Laboratuar | - | - |
| Uygulama | - | - |
| Alan Çalışması | - | - |
| Derse Özgü Staj | - | - |
| Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği | - | - |
| Ödevler | 6 | 30 |
| Sunum | - | - |
| Projeler | - | - |
| Rapor | - | - |
| Seminer | - | - |
| Ara Sınavlar/Ara Juri | 1 | 30 |
| Genel Sınav/Final Juri | 1 | 40 |
| Toplam | 8 | 100 |
| Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notu Katkısı | 60 |
|---|---|
| Yarıyıl Sonu Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı | 40 |
| Toplam | 100 |
Kurs Kategorisi
| Temel Meslek Dersleri | X |
|---|---|
| Uzmanlık/Alan Dersleri | |
| Destek Dersleri | |
| İletişim ve Yönetim Becerileri Dersleri | |
| Aktarılabilir Beceri Dersleri |
Dersin Öğrenim Çıktılarının Program Yeterlilikleri ile İlişkisi
| # | Program Yeterlilikleri / Çıktıları | Katkı Düzeyi | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 1 | İleri düzey hesaplama ve/veya imalat teknolojileri bilgilerini imalat mühendisliği problemlerini çözmede kullanma becerisi kazanır. | X | ||||
| 2 | İmalat teknolojilerine özgü sorunları analiz etme ve tanımlama yeteneğini kazanır. | X | ||||
| 3 | Karşılaşılan mühendislik sorununun çözümüne yönelik bir yaklaşım geliştirir, model ve deney tasarlar ve gerçekleştirir. | X | ||||
| 4 | Temel mühendislik ilkelerinin yaratıcı kullanımına dayalı kapsamlı bir imalat sistemini –yöntem, ürün veya cihaz geliştirme dâhil– ekonomik, çevresel sürdürülebilirlik ve üretilebilirlik kısıtları altında tasarlar ve üretir. | X | ||||
| 5 | İmalat mühendisliği uygulamaları için modern teknik ve mühendislik araçlarını seçer ve kullanır. | X | ||||
| 6 | İmalat mühendisliği alanında bilimsel araştırma yapar ve/veya yenilikçi imalat teknolojilerini kapsayan bir projeyi planlar ve gerçekleştirir. | X | ||||
| 7 | Bilgi teknolojilerini etkin kullanarak veri toplar, analiz eder, eleştirel düşünür, yorumlar ve doğru kararlar alır. | X | ||||
| 8 | Çok disiplinli ve disiplin içi takımın bir üyesi veya bireysel olarak etkin çalışır; gerekli özgüveni ve örgütsel iş becerilerini gösterir. | X | ||||
| 9 | Sözlü ve yazılı olarak Türkçe ve İngilizcede etkin iletişim kurar. | X | ||||
| 10 | Yaşam boyu öğrenir, bilgiye erişir, bilim ve teknolojideki son gelişmeleri takip eder ve kendini sürekli yeniler. | X | ||||
| 11 | İmalat Mühendisliği alanında mesleki, hukuksal, etik, iş güvenliği ve sosyal konular hakkında farkındalık gösterir ve sorumluluk bilinci taşır. | X | ||||
| 12 | Ulusal rekabet gücünü artırmak ve imalat sanayinin verimliliğini iyileştirmek amacıyla, kaynakları (personel, donanım, maliyet) etkin kullanır; çözüm odaklı proje ve risk yönetimi yapar; girişimcilik, yenilikçilik ve sürdürülebilir kalkınma konularında farkındalık gösterir. | X | ||||
| 13 | Karar alırken, mühendislik uygulamalarının evrensel ve yerel ölçeklerde sağlık, çevresel, sosyal ve hukuksal sonuçları hakkında bilgi edinir. | X | ||||
ECTS/İş Yükü Tablosu
| Aktiviteler | Sayı | Süresi (Saat) | Toplam İş Yükü |
|---|---|---|---|
| Ders saati (Sınav haftası dahildir: 16 x toplam ders saati) | |||
| Laboratuar | |||
| Uygulama | 16 | 1 | 16 |
| Derse Özgü Staj | |||
| Alan Çalışması | |||
| Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi | 16 | 6 | 96 |
| Sunum/Seminer Hazırlama | |||
| Projeler | |||
| Raporlar | |||
| Ödevler | 6 | 6 | 36 |
| Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği | |||
| Ara Sınavlara/Ara Juriye Hazırlanma Süresi | |||
| Genel Sınava/Genel Juriye Hazırlanma Süresi | 1 | 15 | 15 |
| Toplam İş Yükü | 163 | ||