print

Doğrusal Olmayan Sonlu Elemanlar Metodu (MFGE 576) Ders Detayları

Ders Adı Ders Kodu Dönemi Ders Saati Uygulama Saati Laboratuar Saati Kredi AKTS
Doğrusal Olmayan Sonlu Elemanlar Metodu MFGE 576 Her İkisi 2 2 0 3 7.5


Ön Koşul Ders(ler)i MFGE 506 (Uygulamalı Sonlu Elemanlar Methodu)


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. Celalettin Karadoğan
Dersin Asistanı
Dersin Amacı Bu dersin amacı, doğrusal olmayan sonlu elemanlar metodunun, metal şekillendirme işlemlerinin analizinde kullanılabilmesi. Doğrusallığa aykırı fenomenlerin tanıtılması. Doğrusal olmayan denklem sistemlerin çözümünün öğrenilmesi. Bir boyutlu problemler yardımıyla doğrusallığa aykırı malzeme özellikleri ve deformasyonun anlaşılması. İki ve üç boyutlu pür plastik ve elasto-plastik malzeme davranışları ile bunların sonlu elemanlar metodu ile çözümünün öğrenilmesi.
Dersin Eğitim Çıktıları Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler;
  • Metal şekillendirme işlemlerinin sonlu elemanlar metodu kullanılarak çözülebilmesi.
  • Doğrusal olmayan denklem sistemlerinin cözülebilmesi.
  • Doğrusal olmayan sonlu elemanlar metodundaki temel varsayımların ve yaklaşımların anlaşılması.
  • Plastisite teorisine dair temel bilgilerin edinilmesi, pür plastik ve elasto-plastik malzeme formulasyonlarının anlaşılması
  • Kontakt, sürtünme, ağlama model ve yöntemlerinin anlaşılması, implisit ve eksplisit formulasyonların öğrenilmesi ve uygulanması
Dersin İçeriği Linear sonlu elemanlar metodunun kısa tekrarı, doğrusal olmayan denklemlerin çözümleri, tek boyutta doğrusal olmayan problemler, iki-üç boyutta pür plastic sonlu elemanlar metodu ve uygulamaları, iki-üç boyutta büyük genlemeli elasto-plastik sonlu elemanlar metodu


Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları

HaftaKonularÖn Hazırlık
1Bölüm 1: Giriş Mekanikteki doğrusallık varsayımları, doğrusallığa aykırı fenomenler, katıların mekaniğinden doğrusal olmayan örnekler
2Bölüm 2: Doğrusal Sonlu Elemanlar Metodunun Tekrarı Sonlu elemanlarda yaygın prosedürler, Direkt yaklaşım (kiriş sistemi örneği), element tipleri, varyasyonlar yaklaşımı (kalınlığı değişken çubuk)
3Bölüm 3: Doğrusal Olmayan Denklemlerin Çözümü Artımsal çözüm yolları (Euler, öz düzeltmeli Euler), tekrarlamalı çözüm yolları (doğrudan tekrarlamalı yaklaşım, Tam Newton-Raphson yaklaşımı)
4Bölüm 3: Doğrusal Olmayan Denklemlerin Çözümü Tekrarlamalı çözüm yolları (Modifiye Newton-Raphson yaklaşımı, “Newton-Raphson”umsu yaklaşım), Nümerik hatalar (kondisyon sayısı, kötü koşullu denklem sistemleri)
5Bölüm 4: Tek Boyutlu Doğrusal Olmayan Problemler Doğrusal olmayan malzeme davranışı: küçük-genlemeli elasto-plastisite (temeller, sonlu elemanlar kesiklendirmesi, tekrarlamalı Newton-Raphson çözümü, ilk gerilim çözümü)
6Bölüm 4: Tek Boyutlu Doğrusal Olmayan Problemler Doğrusal olmayan geometric özellikler: küçük-genleme büyük-deformasyon durumu (sonlu genleme ölçüsü, enerji metoduyla sonlu elemanlar ayrıştırması, yay-kiriş sistemi örneği)
7Bölüm 5: İki/Üç Boyutlu Pür-Plastisitenin Sonlu Elemanlar Çözümü Plastisite teorisinde tek boyutta gözlemler (ideal davranış varsayımları, ideal gerilim-genleme modelleri, mikroyapısal mekanizmalar)
8Bölüm 5: İki/Üç Boyutlu Pür-Plastisitenin Sonlu Elemanlar Çözümü Plastisitenin genel potansiyel teorisi (akma koşulu, akma kuralı-Drucker’in önermesi, pekleşme varsayımı, plastisitenin ekstremum prensipleri)
9Bölüm 5: İki/Üç Boyutlu Pür-Plastisitenin Sonlu Elemanlar Çözümü Sonlu elemanlar çözümü: Problem tanımı, sonlu elemanlar ayrıştırması
10Bölüm 5: İki/Üç Boyutlu Pür-Plastisitenin Sonlu Elemanlar Çözümü Sonlu elemanlar çözümü: Çözüm prosedürü (doğrudan tekrarlamalı yaklaşım, Newton-Raphson çözümü, eleman seçimi ve integral rütbesi, Sürtünmenin modellenmesi)
11Bölüm 5: İki/Üç Boyutlu Pür-Plastisitenin Sonlu Elemanlar Çözümü Sonlu elemanlar çözümü: Çözüm prosedürü (katı bölgelerin işlemi, kontak algoritmaları, ağ üretme algoritmaları, uygulama kodları)
12Bölüm 6: İki/Üç Boyutlu Büyük-Genlemeli Elasto-Plastisitenin Sonlu Elemanlar Çözümü İmplisit Metodlar: Varyasyonel ifadeler
13Bölüm 6: İki/Üç Boyutlu Büyük-Genlemeli Elasto-Plastisitenin Sonlu Elemanlar Çözümü İmplisit Metodlar: Objektif gerilim artırımı, sonlu genleme artırımı, yapısal denklemlerin zaman integrali
14Bölüm 6: İki/Üç Boyutlu Büyük-Genlemeli Elasto-Plastisitenin Sonlu Elemanlar Çözümü Dinamik Eksplisit Metodlar (kütle-yay-damper sistemi, sonlu elemanlar denklemleri, hesaplamaya yönelik hususlar, dinamik gevşeme)
15Dönem Sonu Sınav Çalışmaları
16Dönem Sonu Sınav Çalışmaları


Kaynaklar

Ders Kitabı: 1. Cook, R. D.; Malkus, D. S.; Plesha, M. E.: Concepts and Applications of Finite Element Anlaysis, New York: John Wiley & Sons, 1989
Diğer Kaynaklar: 1. Malvern, L. E.: Introduction to Mechanics of a Continuous Media, Englewood Cliffs/New Jersey: Prentice-Hall, 1969
2. Kobayashi, S.; Oh, S.; Altan, T.: Metal Forming and the Finite-Element Method; New York: Oxford University Press, 1989.
3. Lubliner, J.: Plasticity Theory, New York: Macmillan, 1990


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 becerisi  X  
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 becerileriX    
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 bilinciX    
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 bilgiliX    


ECTS/İş Yükü Tablosu

AktivitelerSayıSüresi (Saat)Toplam İş Yükü
Ders saati (Sınav haftası dahildir: 16 x toplam ders saati)16232
Laboratuar
Uygulama16232
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