| Ders Adı | Kodu | Yarıyıl | T+U Saat | Kredi | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|
| Fınıte Element Method For Engıneerıng Applıcatıons | MKM 581 | 0 | 3 + 0 | 3 | 6 |
| Ön Koşul Dersleri | LİNEER CEBİR, MUKAVEMET, MALZEME, MÜH. MATEMATİĞİ, ELASTİSİTE |
| Önerilen Seçmeli Dersler | Elastisite Plastisite, Sayısal Metotlar |
| Dersin Dili | İngilizce |
| Dersin Seviyesi | YUKSEK_LISANS |
| Dersin Türü | Seçmeli |
| Dersin Koordinatörü | Dr.Öğr.Üyesi İBRAHİM KUTAY YILMAZÇOBAN |
| Dersi Verenler | Dr.Öğr.Üyesi İBRAHİM KUTAY YILMAZÇOBAN, |
| Dersin Yardımcıları | - |
| Dersin Kategorisi | Alanına Uygun Öğretim |
| Dersin Amacı | Mühendislerin karşılaştığı karmaşık problemleri veya kapalı form çözümleri yapılamayan problemleri kabul edilebilir bir yaklaşıklıkla çözebilen sayısal bir metodun öğrenciye verilmesi. |
| Dersin İçeriği | Lineer Cebir ve Tansör Mekaniği; Temel Sonlu Elemanlar Metodu yaklaşımlarının incelenmesi; Sonlu Elemanlar Metodunun Uygulama Alanları ve Nasıl uygulama yapılacağı; Simülasyon çeşitlerinin tanıtılması (Elastisitik ve Plastik koşullar altında Analitik ve Sayısal Sonlu Elemanlar Metodunun hesaplama yöntemleri; Gerilme-Zorlanma ilişkleri; Mekanik Özelliklerin Deneysel tespiti ve hesapları; Örnek Problemler ve Simülasyon uygulamaları. |
| # | Ders Öğrenme Çıktıları | Öğretim Yöntemleri | Ölçme Yöntemleri |
|---|---|---|---|
| 1 | Sonlu Elemanlar Metodu ile 1D, 2D ve 3D Lineer elastik problemleri temel düzeyde analitik metot ile hesaplar. | Anlatım, Soru-Cevap, Problem Çözme, | Sınav , Ödev, |
| 2 | Problemleri basite indirger ve simüle edilebilecek hale getirir. | Anlatım, Tartışma, Örnek Olay, Proje Temelli Öğrenme , | Proje / Tasarım, |
| 3 | 1D, 2D ve 3D Lineer elastik problemleri temel düzeyde simüle eder. | Anlatım, Soru-Cevap, Tartışma, Proje Temelli Öğrenme , | Proje / Tasarım, |
| 4 | Bilgisayar destekli simülasyon sonuçlarını gerçeğe göre yorumlar. | Anlatım, Soru-Cevap, | Performans Görevi, |
| Hafta | Ders Konuları | Ön Hazırlık |
|---|---|---|
| 1 | Giriş, Temel kavramlar ve Sonlu Elemanlar Metodunun uygulama alanları. | |
| 2 | Eleman Tipleri ve Malzeme Modelleri; Sayısal Analiz yaklaşımları ve Bilgisayar Teknolojileri. | |
| 3 | Lineer Cebir hızlı tekrar. | |
| 4 | Elastisiteye giriş, ve Hooke Bağıntıları. | |
| 5 | Direkt Rijitlik Metodu ve Lineer Yay Elemanı yaklaşımı. | |
| 6 | Çubuk ve Kiriş Elemanlarının Lineer, Statik Analizi; Analitik ve Simülasyon uygulamaları; Temel Mukavemet Problemleriyle karşılaştırma ve sonuçları yorumlama. | |
| 7 | Çubuklarda Yayılı yükler, 2D ve 3D Çubuk Elemanları, Transformasyon Matrisleri; Analitik ve Simülasyon uygulamaları. | |
| 8 | 2D ve 3D Kiriş Elemanı; Enine Yayılı Yüklerin Eşdeğer noktasal yüklemeleri; Analitik ve Simülasyon uygulamaları. | |
| 9 | Çerçeve Sistemlerinin Sonlu Elemanlarla Analizi; Analitik ve Simülasyon uygulamaları. | |
| 10 | 2D Problemler: Düzlem Gerilme, Düzlem Zorlanma, Gerilme-Zorlanma Isı bağıntıları, Zorlanma ve Yer-değiştirme, Sınır Şartları, Kesin Elastik Çözüm ve Sabit-Zorlanma Üçgeni (CST veya T3) ve Analitik Uygulamalar. | |
| 11 | Lineer Zorlanma Üçgeni (LST veya T6), Lineer Dörtkenarlı Eleman (Q4), İkinci Dereceden Dörtkenarlı Eleman (Q8); Analitik ve Simülasyon uygulamaları. | |
| 12 | Yük Transformasyonları ve Gerilme hesabı; Analitik ve Simülasyon uygulamaları. | |
| 13 | Sonlu Elemanlar Çözümleme Teknikleri: Simetri; Altyapılar ve Süperelemanlar; Denklem çözme: Gauss Eliminasyon, Gauss-Seidel; Sonlu Elemanlar Çözümlerinin Doğası (Pekleşme etkisi, Nümerik Hata, Yakınsama, Adaptivite {Hata göstergeleri}). | |
| 14 | Düzlem ve Kabuk Elemanları: Düzlem Teorisi (Kuvvet-Moment-Gerilme, Kirchhof, Mindlin), Düzlem ve Kabuk Elemanları. 2. 3D Katı elemanlar ve Elastisite: Sonlu Eleman Formülasyonu, Katı Elemanlar, Eksenel Simetri; Analitik ve Simülasyon uygulamaları. |
| Kaynaklar | |
|---|---|
| Ders Notu | SAÜ Ders Notları |
| Ders Kaynakları | Lecture Notes 2015: Introduction to Finite Element Method, Madhukar Vable, Michigan Technological University, USA. Finite Element Analysis Web Course 2015, S.K. Bhattacharyya, IIT Kharagpur NPTEL, India. Lecture Notes 2015: Finite Elements for Engineers, S.D. Rajan, Arizona State University, AZ, USA. Lecture Notes 2014 Fall: Introduction to Finite Elements, Suvranu De, Rensselaer Polytechnic Institute, USA. FEM Simulations with Ansys Workbench 14, Theory, Applications, Case Studies, Huei Huang Lee, SDC Publications, 2014. Elasticity, Theory, Applications, and Numerics 3rd Ed., Martin H. Sadd, Academic Press (Elsevier), Massachusetts, USA, 2014. A First Course in the Finite Element Method 5th Ed., Daryl L. Logan, Cengage Learning, Stamford USA, 2010. An Introduction to the Finite Element Method 3rd Ed., J.N. Reddy, McGraw-Hill, Singapore, 2006. Lecture Notes 1997-2003: Introduction to the FEM, Yijun Liu, University of Cincinati, OH, USA. Schaum's Outlines: Linear Algebra 3rd Ed., Seymour Lipschutz, Marc Lars Lipson, McGraw-Hill, USA, 2001. Finite Element Analysis: Theory and application with ANSYS, Saeed Moaveni, Prentice Hall, New Jersey, 1999. Finite Element Procedures 2nd Ed., K.J. Bathe (M.I.T.), Prentice Hall, New Jersey, 1996. |
| Sıra | Program Çıktıları | Katkı Düzeyi | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||
| 1 | Mühendislik alanında bilimsel araştırma yaparak bilgiye genişlemesine ve derinlemesine ulaşabilme, bilgiyi değerlendirme, yorumlama ve uygulama becerisi | X | |||||
| 2 | Sınırlı ya da eksik verileri kullanarak bilimsel yöntemlerle bilgiyi tamamlayabilme ve uygulama becerisi; değişik disiplinlere ait bilgileri bütünleştirebilme becerisi | X | |||||
| 3 | Mühendislik problemlerini kurgulayabilme, çözmek için yöntem geliştirme ve çözümlerde yenilikçi yöntemler uygulama becerisi | X | |||||
| 4 | Yeni ve orijinal fikir ve yöntemler geliştirme becerisi; sistem, parça veya süreç tasarımlarında yenilikçi çözümler geliştirebilme becerisi | X | |||||
| 5 | Mühendislikte uygulanan modern teknik ve yöntemler ile bunların sınırları hakkında kapsamlı bilgi | X | |||||
| 6 | Analitik, modelleme ve deneysel esaslı araştırmaları tasarlama ve uygulama becerisi; bu süreçte karşılaşılan karmaşık durumları analiz etme ve yorumlama becerisi | X | |||||
| 7 | Gereksinim duyulan bilgi ve verileri tanımlama, bunlara ulaşma ve değerlendirmede ileri düzeyde beceri | X | |||||
| 8 | Çok disiplinli takımlarda liderlik yapma, karmaşık durumlarda çözüm yaklaşımları geliştirebilme ve sorumluluk alma becerisi | X | |||||
| 9 | Çalışmalarının süreç ve sonuçlarını, o alandaki veya dışındaki ulusal ve uluslar arası ortamlarda sistematik ve açık bir şekilde yazılı ya da sözlü olarak aktarabilme becerisi | X | |||||
| 10 | Verilerin toplanması, yorumlanması, duyurulması aşamalarında ve mesleki tüm etkinliklerde toplumsal, bilimsel ve etik değerleri gözetme yeterliliği | X | |||||
| 11 | Mesleğinin yeni ve gelişmekte olan uygulamaları hakkında farkındalık; gerektiğinde bunları inceleme ve öğrenebilme becerisi | X | |||||
| 12 | Mühendislik uygulamalarının sosyal ve çevresel boyutlarını anlama ve sosyal çevreye uyum becerisi | X | |||||
| Değerlendirme Sistemi | |
|---|---|
| Yarıyıl Çalışmaları | Katkı Oranı |
| 1. Ödev | 20 |
| 1. Performans Görevi (Uygulama) | 40 |
| 1. Proje / Tasarım | 20 |
| 1. Ara Sınav | 20 |
| Toplam | 100 |
| 1. Final | 40 |
| 1. Yıl İçinin Başarıya | 60 |
| Toplam | 100 |
| AKTS - İş Yükü Etkinlik | Sayı | Süre (Saat) | Toplam İş Yükü (Saat) |
|---|---|---|---|
| Ders Süresi (Sınav haftası dahildir: 16x toplam ders saati) | 14 | 3 | 42 |
| Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi(Ön çalışma, pekiştirme) | 14 | 3 | 42 |
| Ara Sınav | 1 | 15 | 15 |
| Ödev | 1 | 15 | 15 |
| Proje / Tasarım | 1 | 15 | 15 |
| Final | 1 | 15 | 15 |
| Performans Görevi (Uygulama) | 1 | 15 | 15 |
| Toplam İş Yükü | 159 | ||
| Toplam İş Yükü / 25 (Saat) | 6,36 | ||
| Dersin AKTS Kredisi | 6 | ||