| Ders Adı | Kodu | Yarıyıl | T+U Saat | Kredi | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|
| Fınıte Element Method-I | CMM 508 | 0 | 3 + 0 | 3 | 6 |
| Ön Koşul Dersleri | |
| Önerilen Seçmeli Dersler | |
| Dersin Dili | İngilizce |
| Dersin Seviyesi | YUKSEK_LISANS |
| Dersin Türü | Seçmeli |
| Dersin Koordinatörü | Prof.Dr. ALİ OSMAN AYHAN |
| Dersi Verenler | |
| Dersin Yardımcıları | |
| Dersin Kategorisi | Diğer |
| Dersin Amacı | Günümüzde, Sonlu Elemanlar Yöntemi bir çok yüksek teknolojik ürün tasarım ve analizlerinde yaygın olarak kullanılmakta ve halen akademik bir alan olarak gelişimin sürdürmektedir. Bu ders kapsamında, Sonlu Elemanlar Yönteminin temel prensipleri doğrusal (lineer) Katı Cisimler Mekaniği problemlerine uygulamaları ile işlenecek ve öğrencilerin, daha ileri seviye olan Sonlu Elemanlar Yöntemi-II dersi için bir temel oluşturmaları sağlanacaktır. |
| Dersin İçeriği | problemleri Sonlu Eleman Yönteminin temelleri: Şekil değiştirme-yer değiştirme bağıntıları, Gerilme ve deformasyon bağıntıları, Gerilme-şekil değiştirme-sıcaklık bağıntıları, Elastik bir cisimde Potansiye Enerji , Rayleigh-Ritz metodu, Durgunluk (stationary) prensipleri ve ilgili denkelmeler, Sonlu eleman sertlik (stiffness) matrislerinin [k] ve yük vektörlerinin , {re} formülleri, Düğüm noktalarında tutarlı yük/kuvvet formulleri {re}, elaman matrislerinin global montajı ve çözümü, Gerilme hesapları, Eş-parametrik (Isoparametric) formülasyon. Sonlu Eleman programları kullanarak model ve bölüntü (mesh) üretimi. Sonlu Eleman programları ile bir, iki ve üç boyutlu lineer elastik problemlerin uygulamalı çözümü. |
| # | Ders Öğrenme Çıktıları | Öğretim Yöntemleri | Ölçme Yöntemleri |
|---|---|---|---|
| 1 | Katı cisimler mekaniği problemleri için temel sonlu eleman formülasyonunu bilir. | Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Bireysel Çalışma, Anlatım, | |
| 2 | Katı cisimler mekaniği problemleri için temel sonlu eleman formülasyonunu temel bir ve iki boyutlu problemlere ei ile uygulayabilir. | Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Bireysel Çalışma, | |
| 3 | Değişik tür sonlu elemanların şekil fonksiyonlarını çıkarabilir ve hesaplayabilir. | Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Bireysel Çalışma, | |
| 4 | Eş-parametrik formülasyonu bilir ve sonlu eleman yönteminde nasıl kullanıldığını açıklayabilir. | Anlatım, Soru-Cevap, Tartışma, Bireysel Çalışma, | |
| 5 | Değişik tür sonlu elemanların sertlik matrislerini ve kuvvet vektörlerini çeşitli yükler altında hesaplayabilir. | Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Bireysel Çalışma, | |
| 6 | Bir sonlu eleman programı kullanarak bir, iki ve üç boyutlu model ve bölüntüler oluşturabilir. | Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Bireysel Çalışma, Grupla Çalışma, Eğitsel Oyun, | |
| 7 | Bir, iki veya üç boyutlu bir lineer elastik sonlu eleman modeli için yük, sınır şartları ve malzeme özelliklerini doğru bir şekilde tanımlayabilir. | Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Bireysel Çalışma, Grupla Çalışma, Eğitsel Oyun, | |
| 8 | Bir, iki veya üç boyutlu bir lineer elastik sonlu eleman modelinin çözümünü gerçekleştirerek, yer değiştirme, gerilme ve deformasyon açısından sonuçları irdeleyebilir. | Tartışma, Bireysel Çalışma, Grupla Çalışma, Eğitsel Oyun, Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, |
| Hafta | Ders Konuları | Ön Hazırlık |
|---|---|---|
| 1 | Introduction, historical developments on Finite Element Methods | |
| 2 | Basics of Finite Element Method for Solid Mechanics problems | |
| 3 | Potential energy of an elastic body, The Rayleigh-Ritz method, Stationary principles and governing equations | |
| 4 | Formulas for element stiffness matrices [k] and load vectors {re}, Consistent element nodal forces {re} | |
| 5 | Global matrix assembly and solution, Stress Calculation | |
| 6 | Isoparametric formulation | |
| 7 | Isoparametric formulation | |
| 8 | Introduction to available finite element programs | |
| 9 | Model generation and meshing | |
| 10 | Mid-term exam | |
| 11 | Applications on linear elastic problems (1-D, 2-D, 3-D) | |
| 12 | Applications on linear elastic problems (1-D, 2-D, 3-D) | |
| 13 | Applications on linear elastic problems (1-D, 2-D, 3-D) | |
| 14 | Applications on linear elastic problems (1-D, 2-D, 3-D) |
| Kaynaklar | |
|---|---|
| Ders Notu | |
| Ders Kaynakları | 1. Concepts and Applications of Finite Element Analysis (Cook, Malkus and Plesha 4e, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 978-0-471-35605-9) 2. Finite Element Procedures (Bathe, Prentice Hall, 1996, ISBN: 0-13-301458-4). |
| Sıra | Program Çıktıları | Katkı Düzeyi | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||
| 1 | Yaşadığı toplumun bilgi toplumu olmasına katkıda bulunmak, toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik sorunlara çözüm sunmak amaçlarıyla alanındaki bilimsel, teknolojik, sosyal veya kültürel ilerlemeleri ulusal ve uluslararası bilimsel ortamlarda (toplantılarda) tanıtır. | ||||||
| 2 | Alanında bilimsel araştırma yaparak bilgiye genişlemesine ve derinlemesine ulaşır, alanında güncel teknik ve yöntemler ile bunların kısıtları hakkında kapsamlı bilgiye sahip olup ve elde ettiği bilgiyi değerlendirir, yorumlar ve uygular. | ||||||
| 3 | Alanı ile ilgili problemleri tanımlar ve formüle eder, yeni ve/veya özgün fikir ve yöntemler geliştirir; karmaşık sistem veya süreçleri tasarlar ve tasarımlarında yenilikçi/alternatif çözümler ile gelişmekte olan yenilikçi yöntemleri kullanır. | ||||||
| 4 | Kuramsal, deneysel ve modelleme esaslı araştırmaları tasarlar ve uygular, belirsiz, sınırlı ya da eksik verileri bilimsel yöntemlerle tamamlar; verilerin toplanması, yorumlanması, duyurulması aşamalarında ve mesleki tüm etkinliklerde toplumsal, bilimsel ve etik değerleri gözetir. | ||||||
| 5 | Alanındaki uygulamaların sosyal, çevresel, sağlık, güvenlik, hukuki boyutlarını ve iş hayatı uygulamalarını bilir ve bunların getirdiği kısıtların farkındadır. Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin bir biçimde birlikte ve ya bağımsız çalışabilir ve sorumluluk alır. | ||||||
| # | Ders Öğrenme Çıktılarının Program Çıktılarına Katkısı | PÇ 1 | PÇ 2 | PÇ 3 | PÇ 4 | PÇ 5 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Katı cisimler mekaniği problemleri için temel sonlu eleman formülasyonunu bilir. | |||||
| 2 | Katı cisimler mekaniği problemleri için temel sonlu eleman formülasyonunu temel bir ve iki boyutlu problemlere ei ile uygulayabilir. | |||||
| 3 | Değişik tür sonlu elemanların şekil fonksiyonlarını çıkarabilir ve hesaplayabilir. | |||||
| 4 | Eş-parametrik formülasyonu bilir ve sonlu eleman yönteminde nasıl kullanıldığını açıklayabilir. | |||||
| 5 | Değişik tür sonlu elemanların sertlik matrislerini ve kuvvet vektörlerini çeşitli yükler altında hesaplayabilir. | |||||
| 6 | Bir sonlu eleman programı kullanarak bir, iki ve üç boyutlu model ve bölüntüler oluşturabilir. | |||||
| 7 | Bir, iki veya üç boyutlu bir lineer elastik sonlu eleman modeli için yük, sınır şartları ve malzeme özelliklerini doğru bir şekilde tanımlayabilir. | |||||
| 8 | Bir, iki veya üç boyutlu bir lineer elastik sonlu eleman modelinin çözümünü gerçekleştirerek, yer değiştirme, gerilme ve deformasyon açısından sonuçları irdeleyebilir. |
| Değerlendirme Sistemi | |
|---|---|
| Yarıyıl Çalışmaları | Katkı Oranı |
| 1. Ara Sınav | 50 |
| 1. Ödev | 17 |
| 2. Ödev | 17 |
| 3. Ödev | 16 |
| Toplam | 100 |
| 1. Yıl İçinin Başarıya | 60 |
| 1. Final | 40 |
| Toplam | 100 |
| AKTS - İş Yükü Etkinlik | Sayı | Süre (Saat) | Toplam İş Yükü (Saat) |
|---|---|---|---|
| Ders Süresi (Sınav haftası dahildir: 16x toplam ders saati) | 16 | 3 | 48 |
| Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi(Ön çalışma, pekiştirme) | 16 | 3 | 48 |
| Ara Sınav | 1 | 15 | 15 |
| Ödev | 1 | 15 | 15 |
| Final | 1 | 15 | 15 |
| Toplam İş Yükü | 141 | ||
| Toplam İş Yükü / 25 (Saat) | 5,64 | ||
| Dersin AKTS Kredisi | 6 | ||