print

Uygulamalarla Sonlu Elemanlar (MFGE 505) Ders Detayları

Ders Adı Ders Kodu Dönemi Ders Saati Uygulama Saati Laboratuar Saati Kredi AKTS
Uygulamalarla Sonlu Elemanlar MFGE 505 Her İkisi 3 1 0 3 7.5


Ön Koşul Ders(ler)i MFGE 212, MFGE 301


Dersin Dili İngilizce
Dersin Türü MFGE Lisansüstü 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 Koordinatörü
Dersin Öğretmen(ler)i
  • Yrd. Doç. Dr. İzzet Özdemir
Dersin Asistanı
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;
  • Doğrusal katı cisim ve yapısal analiz problemleri kapsamında sonlu elemanlar tekniklerinin temel prensiblerinin öğrenilmesi.
  • Fiziksel problem, matematiksel model ve yaklaşık çözüm arasındaki ilişkinin sonlu elemanlar kapsamında kurulması.
  • Öğrenciler dersteki uygulamalar sayesinde matematiksel ve proğramlama becerilerini geliştireceklerdir.
  • Öğrenciler dersteki uygulamalar sayesinde endüstride yoğun bir şekilde kullanılan ticari yazılımların kullanımında tecrübe kazanacaklardır.
Dersin İçeriği Giriş, sonlu elemanlar yönteminin geçmişi ve uygulamaları, ayrık sistemler için doğrudan (direkt) çözüm yaklaşımı, bir boyutlu problemlerde differansiyel denklemin güçlü ve zayıf formu, bir boyutlu problemlerde yaklaşık çözüm, ağırlık fonksiyonları ve Gauss entegrasyonu, bir boyutlu problemler için sonlu elemanlar formulasyonu, Vektörel problemler için sonlu elemanlar yöntemi-doğrusal elastisite, düzlemsel genleme/düzlemsel gerilme, eksenel simetrik problemler, deplasman tabanlı sonlu elemanlar, izoparametrik formulasyon.


Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları

HaftaKonularÖn Hazırlık
1Ünite 1: Giriş Sonlu elemanlar yönteminin geçmişi ve katı cisim & yapısal analiz alanında kullanımı, doğrusal ve doğrusal olmayan problemlerin çözümüne yönelik uygulama örnekleri.
2Ünite 2: Doğrudan (Direkt) Çözüm Yaklaşımı Mukavemet bilgisine dayalı çubuk elemanı davranışı, eleman denklemlerinin sistem matrisine yerleştirilmesi, sınır koşulların uygulanması ve sistemin çözümlenmesi.
3Ünite 2: Doğrudan (Direkt) Çözüm Yaklaşımı İki boyutlu çubuk sistemler. Geometrik dönüşüm matrisleri, türetilen büyüklüklerin (gerilme) hesaplanması. Isıl gerilmeler.
4Ünite 3: Bir Boyutta Güçlü ve Zayıf Formlar Bir boyutlu gerilme analizi için güçlü ve zayıf formlar, güçlü ve zayıf formlar arasındaki denklik.
5Ünite 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
6Ünite 5: Bir Boyutta Sonlu Elemanlar Formulasyonu İki düğüm noktalı eleman için eleman matrisleri, gerilme analizi ve ısı iletimi problemlerine uygulanması, sayısal deneylerle yakınsamanın incelenmesi.
7Ünite 6: Vektörel Problemler için Sonlu Elemanlar Formulasyonu – Doğrusal Elastisite Kinematik, gerilme ve gerilme vektöru, denge, bünye denklemleri.
8Ünite 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.
9Ünite 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.
10Ünite 7: Izoparametrik Formulasyon Izoparametrik formulasyonun temel prensibi, izoparametrik ve fiziksel uzay arasındaki dönüşümler.
11Ünite 7: Izoparametrik Formulasyon 4-düğüm noktalı düzlemsel genleme elemanı, eleman matrisleri, sayısal deneylerle yakınsamanın incelenmesi, 3 ve 4-düğüm noktalı eleman sonuçlarının karşılaştırılması.
12Ünite 8: Üç Boyutlu Elasto-statik Üç boyutta doğrusal elastisite denklemleri.
13Ünite 8: Üç Boyutlu Elasto-statik 8-düğüm noktalı katı elemanı, eleman matrisleri ve üç boyutta sayısal entegrasyon, sınır koşulların uygulanması ve çözüm. Gerilmelerin hesaplanması.
14Ünite 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.
15Dönem Sonu Sınav Çalışmaları
16Dönem Sonu Sınav Çalışmaları


Kaynaklar

Ders Kitabı: 1. Fish J., Belytschko T., A First Course in Finite Elements, John Wiley, 2007.
Diğer Kaynaklar: 1. Bathe, K.J., Finite Element Procedures. Prentice Hall, 1996.
2. Zienkiewicz, O.C., Taylor, R.L., The Finite Element Method, Volume 1: The Basis, 6th Edition, Elsevier, 2005.
3. Zienkiewicz, O.C., Taylor, R.L., The Finite Element Method, Volume 2: Solid Mechanics, 6th Edition, Elsevier, 2005.


Değerlendirme Sistemi

ÇalışmalarSayıKatkı Payı
Devam/Katılım--
Laboratuar--
Uygulama--
Alan Çalışması--
Derse Özgü Staj--
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği--
Ödevler630
Sunum--
Projeler--
Seminer--
Ara Sınavlar/Ara Juri130
Genel Sınav/Final Juri140
Toplam8100


Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notu Katkısı60
Yarıyıl Sonu Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı40
Toplam100


Ders Kategorisi

Temel Meslek Dersleri 
Uzmanlık/Alan DersleriX
Destek Dersleri 
İletişim ve Yönetim Becerileri Dersleri 
Aktarılabilir Beceri Dersleri 


Dersin Öğrenim Çıktılarının Program Yeterlilikleri ile İlişkisi

#Program Yeterlilikleri / ÇıktılarıKatkı Düzeyi
12345
1İleri düzey hesaplama ve/veya İmalat teknolojileri bilgilerini İmalat mühendisliği problemlerini çözmede uygulama becerisi    X
2İmalat Teknolojilerine özgü sorunları analiz etme ve tanımlama yeteneği  X  
3Karşılaşılan mühendislik sorununun çözümüne yönelik bir yaklaşım geliştirme ve model ve deney tasarlama ve yapma becerisi  X  
4Temel mühendislik ilkelerinin yaratıcı kullanımına dayalı kapsamlı bir imalat sistemini (yöntem, ürün veya cihaz geliştirme) ekonomik, çevresel sürdürülebilirlik ve üretilebilirlik kısıtları altında tasarlama ve üretme becerisiX    
5İmalat mühendisliği uygulamaları için modern teknik ve mühendislik araçlarını kullanma ve seçme yetisi   X 
6İmalat mühendisliği alanında bilimsel araştırma yapmak ve/veya yenilikçi imalat teknolojilerini kapsayan bir projeyi gerçekleştirme becerisi   X 
7Bilgi teknolojilerini etkin kullanarak veri toplama, analiz etme, kritik düşünebilme, yorumlama ve doğru kararlar alabilme becerisi   X 
8Çok disiplinli ve disiplin içi takım üyesi ve/veya bireysel olarak etkin bir şekilde çalışabilecek özgüven ve gerekli örgütsel iş becerileri  X  
9Türkçe ve İngilizcede sözlü ve yazılı olarak etkin iletişim kurabilme becerisi X   
10Yaşam boyu öğrenme ve bilgiye erişebilme, bilim ve teknolojideki son gelişmeleri takip edebilme ve kendini sürekli yenileme kabiliyeti   X 
11İmalat Mühendisliği alanında mesleki, hukuksal, etik, iş güvenliği ve sosyal sorunlar hakkında farkındalık ve sorumluluk bilinci X   
12Ulusal rekabet gücünü artırmak ve imalat sanayinin verimliliğini iyileştirmek üzere, kaynakları (personel, donanım, maliyet) etkin kullanan çözüm odaklı proje ve risk yönetimi, girişimcilik, yenilikçilik ve sürdürülebilir kalkınma konularında farkındalık X   
13Karar alırken, mühendislik uygulamalarının evrensel ve yerel ölçeklerde sağlık, çevresel, sosyal ve hukuksal sonuçları konusunda bilgili X   


ECTS/İş Yükü Tablosu

AktivitelerSayıSüresi (Saat)Toplam İş Yükü
Ders saati (Sınav haftası dahildir: 16 x toplam ders saati)16348
Laboratuar
Uygulama16116
Derse Özgü Staj
Alan Çalışması
Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi16696
Sunum/Seminer Hazırlama
Projeler
Ödevler6636
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Ara Sınavlara/Ara Juriye Hazırlanma Süresi11010
Genel Sınava/Genel Juriye Hazırlanma Süresi11515
Toplam İş Yükü 
221