DERS TANITIM ve UYGULAMA BİLGİLERİ

Dersin Adı Kodu Yarıyıl T+U+L (saat/hafta) Türü (Z / S) Yerel Kredi AKTS
Sonlu Elemanlar Yöntemleri ve Uygulamaları MTE 426 Bahar 03+00+00 Seçmeli 3 5
Akademik Birim: Mekatronik Mühendisliği Bölümü
Öğrenim Türü: Örgün Eğitim
Ön Koşullar -
Öğrenim Dili: İngilizce
Dersin Düzeyi: Lisans
Dersin Koordinatörü: - -
Dersin Amacı: Bu dersin amacı sonlu elemanlar yöntemlerinin teorik altyapısını öğretmek, ticari sonlu elemanlar yazılım paketlerinin kullanılması hakkında öğrencilere bilgi ve uygulama deneyimi kazandırmaktır.
Dersin İçeriği: Teori. SEY (Sonlu Elemanlar Yöntemleri) temel kavramları, Doğrudan Formülasyon, Asgari Potansiyel Enerji Formülasyonu ve Ağırlıklı Artıklar Formülasyonu, Montaj Yöntemleri ve Sonlu Elemanlar Hesaplamaları, Kafes Sistemleri, Eksenel Elemanlar (Çubuk, Kiriş ve Profil), Doğrusal, Kuadratik ve Kübik Elemanlar için Şekil Fonksiyonları.
Laboratuvar. Sonlu Elemanlar Modellemesi ve Analizi, SE Temizleme ve Modelleme Teknikleri, Doğrusal Gerilme Analizi, Doğrusal Olmayan Gerilme Analizi, Montaj Modellemesi, Makine Elemanları için SE Modelleme Yaklaşımları, Gürültü–Titreşim-Konforsuzluk (GTK) için SE Modelleme Teknikleri, GTK Temelleri ve Modal Analiz.
Dersin Öğrenme Çıktıları (ÖÇ):
  • 1- Sürekli ortamı farklı sonlu eleman formülasyonlarını kullanarak bir dizi cebirsel denklemden oluşan sonlu eleman modeline dönüştürebilmek.
  • 2- Eleman rijitlik matrislerini ve montaj prosedürlerini kullanarak global rijitlik matrislerini elde edebilmek; sonlu elemanlar yöntemlerini kullanarak tek boyutlu çubuk, kiriş, profil, burulmalı çubuk ve ısı transferi problemlerini çözebilmek.
  • 3- Kafes sistemleri için sonlu elemanlar yöntemlerini kullanabilmek.
  • 4- Doğrusal, Kuadratik ve Kübik elemanlar için lokal ve global koordinatlarda şekil fonksiyonlarını kullanabilmek.
  • 5- Ticari yazılım paketlerini kullanarak ön-işleme tekniklerini (geometri içe aktarma/dışa aktarma, geometrik temizlik, çözüm ağı oluşturma, malzeme özelliklerinin tanımlanması, montaj yöntemleri) uygulayabilmek.
  • 6- Doğrusal gerilme, doğrusal olmayan gerilme ve gürültü-titreşim-konforsuzluk analizleri için SE modelleme ve simülasyon tekniklerini kullanabilmek.
  • 7- Yapısal ve titreşim problemleri için son-işleme tekniklerini uygulayabilmek (gerilme, birim şekil değişimi, deplasman, mod şekli, mod çıkarımı, tekillik ve süreksizlik yorumlamaları).
Dersin Öğrenme Yöntem ve Teknikleri Yüz yüze öğretim (Teori ve Laboratuvar) Kısa sınav (Ders esnasında yapılan kısa sınav ya da sınıf dışı verilen ödev), Proje


HAFTALIK PROGRAM

HaftaKonularÖn Hazırlık
1 • Ders Gözden Geçirme • Sayısal Yöntemler Hakkında Kısa Bilgilendirme (SEY, SFY, SHY, SEM, Çözüm Ağsız Formulasyonlar) • Sonlu Elemanlar Yöntemlerine Giriş
2 • Matris Cebiri • SEY Felsefesi ve Doğrudan Formülasyon
3 • Sonlu Elemanlar Yöntemleri ile 1B Problemler – Doğrudan Formülasyon Duyuru: Kısa Sınav 1 Duyuru: Proje
4 • Sonlu Elemanlar Yöntemleri ile 1B Problemler – Doğrudan Formülasyon 'devam • Lab: Hypermesh Kullanımına Giriş
5 • Sonlu Elemanlar Formülasyon Metodları: Doğrudan Formülasyon, Asgari Potansiyel Enerji, Ağırlıklı Artıklar Formülasyonları • Lab: Hypermesh Yazılımında Temel Fonksiyonları Kısa Sınav 1 (10%)
6 • Kafes Sistemleri • Lab: Hypermesh Yazılımında Geometrik Fonksiyonlar ve Temizlik Metodları Duyuru: Kısa Sınav 2 Proje D1 (5%)
7 • Kafes Sistemleri devam • Lab: Hypermesh Yazılımında Çözüm Ağı İşlemleri
8 • Lab: Hypermesh Yazılımında Malzeme Özelliklerinin Tanımlanması • Lab: Hypermesh ve Radioss Linear (~Nastran) Yazılımları ile Doğrusal Gerilme Analizleri Duyuru: Kısa Sınav 3 Kısa Sınav 2 (10%)
9 • Eksenel Elemanlar: Çubuk, Kiriş ve Profiller
10 • Eksenel Elemanlar: Çubuk, Kiriş ve Profiller devam • Lab: Makina Elemanları ve Montajlar için Sonlu Elemanlar ile Modelleme Teknikleri Duyuru: Kısa Sınav 4 Kısa Sınav 3 (10%)
11 • Lab: Gürültü-Titreşim-Konforsuzluk Temelleri ve Sonlu Eleman Modelleme Teknikleri devam
12 • Şekil Fonksiyonları – Doğrusal, Kuadratik ve Kübik Elemanlar • Lab: Abaqus Yazılımı ile Doğrusal Olmayan SE Analizleri Kısa Sınav 4 (10%)
13 • Şekil Fonksiyonları – Doğrusal, Kuadratik ve Kübik Elemanlar devam • Lab: Abaqus Yazılımı ile Doğrusal Olmayan SE Analizleri devam Proje D2 (35%)
14 • Final Proje Sunumları Proje D3 (20%)


ZORUNLU ve ÖNERİLEN OKUMALAR

• Saeed Moaveni, “Finite Element Analysis, Theory and Application with Ansys”, Pearson International Edition, 3rd Ed., ISBN-10: 0-13-241651-4, ISBN 13: 978-0-13-241651-1.


DİĞER KAYNAKLAR

• Robert D. Cook, David S. Malkus, Micheal E. Plesha, Robert J. Witt, “Concepts and Applications of Finite Element Analysis”, John Wiley & Sons, Inc., 4th Ed., ISBN 978-0-471-35605-9.
• Klaus-Jurgen Bathe, “Finite Element Procedures”, Prentice Hall, ISBN 0-13-301458-4.
• Zhangxin Chen, “Finite Element Methods and Their Applications”, Springer, ISBN 3-540-24078-0.
• Video lectures: http://nptel.ac.in/courses/112106135/


DEĞERLENDİRME SİSTEMİ

Yarıyıl İçi ÇalışmalarıSayıKatkı Payı (%)
Katılım 14 -
Laboratuvar 14 -
Proje 1 5
Sunum/Jüri 1 20
Ara Sınavlar/Sözlü Sınavlar/Kısa Sınavlar 4 40
Proje Geliştirme İzlemesi 1 35
Total: 35 100


İŞ YÜKÜ HESAPLAMASI

EtkinliklerSayısıSüresi (saat)Toplam İş Yükü (saat)
Ders Saati14228
Laboratuvar14114
Proje155
Ödev4728
Sunum/Jüriye Hazırlık11010
Proje Raporlarının Sunumu14040
Toplam İş Yükü (saat):125


PROGRAM YETERLİLİKLERİ (PY) ve ÖĞRENME ÇIKTILARI (ÖÇ) İLİŞKİSİ

# PY1 PY2 PY3 PY4 PY5 PY6 PY7 PY8 PY9 PY10 PY11 PY12
OC1                        
OC2                        
OC3                        
OC4                        
OC5                        
OC6                        
OC7