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 | Türkçe |
Dersin Seviyesi | YUKSEK_LISANS |
Dersin Türü | Seçmeli |
Dersin Koordinatörü | Prof.Dr. ALİ OSMAN AYHAN |
Dersi Verenler | Prof.Dr. ALİ OSMAN AYHAN, |
Dersin Yardımcıları | |
Dersin Kategorisi | Diğer |
Dersin Amacı | Currently, the finite element method is widely used in design and analyses of many high-tech products and still continues its development in the academic studies as well. In the context of this course, basic principles of the finite element method will be taught with applications on linear elastic solid mechanics problems in one, two and three-dimensions. This course will also provide a foundation for a more advanced course Finite Element ? II, which mostly focuses on nonlinear problems. |
Dersin İçeriği | Introduction, historical developments on Finite Element Methods. Basics of Finite Element Method for Solid Mechanics problems: Strain-displacement relations, Theory of stress and deformation, Stress-strain-temperature relations, Potential energy of an elastic body, The Rayleigh-Ritz method, Stationary principles and governing equations, Formulas for element stiffness matrices [k] and load vectors {re}, Consistent element nodal forces {re}, Global matrix assembly and solution, Stress Calculation, Isoparametric formulation. Introduction to finite element programs. Model generation and meshing using finite element programs. Applications on one, two and three-dimensional linear elastic problems. |
# | Ders Öğrenme Çıktıları | Öğretim Yöntemleri | Ölçme Yöntemleri |
---|---|---|---|
1 | Knows the basic formulations of finite element (FE) method for solid mechanics problems. | Lecture, Question-Answer, Discussion, Drilland Practice, Demonstration, | Testing, Homework, |
2 | Applies the FE formulations to some basic one and two-dimensional solid mechanics problems by hand. | Lecture, Question-Answer, Discussion, Drilland Practice, Demonstration, | Testing, Homework, |
3 | Derives and calculates shape functions for a different finite element types. | Lecture, Question-Answer, Discussion, Drilland Practice, Demonstration, | Testing, Homework, |
4 | Knows the iso-parametric formulation and its usage in finite element method. | Lecture, Question-Answer, Drilland Practice, Demonstration, | Testing, Homework, |
5 | Calculates stiffness matrices and load vectors for different types of elements and loads. | Lecture, Question-Answer, Discussion, Drilland Practice, Demonstration, | Testing, Homework, |
6 | Using an FE software, generates one, two or three-dimensional models and meshes. | Lecture, Question-Answer, Discussion, Drilland Practice, Demonstration, Motivations to Show, Simulation, | Testing, Homework, |
7 | Defines loading and boundary conditions and material properties for linear elastic finite element models. | Lecture, Question-Answer, Discussion, Drilland Practice, Demonstration, Motivations to Show, Simulation, | Testing, Homework, |
8 | Performs solutions of linear finite element models, and interprets results in terms of displacements, stresses and deformations. | Lecture, Question-Answer, Discussion, Drilland Practice, Demonstration, Motivations to Show, Simulation, | Testing, Homework, |
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 | Mühendislik alanında bilimsel araştırma yaparak bilgiye genişlemesine ve derinlemesine ulaşabilme, bilgiyi değerlendirme, yorumlama ve uygulama becerisi | ||||||
2 | Sınırlı ya da eksik verileri kullanarak bilimsel yöntemlerle bilgiyi tamamlayabilme ve uygulama becerisi; değişik disiplinlere ait bilgileri bütünleştirebilme becerisi | ||||||
3 | Mühendislik problemlerini kurgulayabilme, çözmek için yöntem geliştirme ve çözümlerde yenilikçi yöntemler uygulama becerisi | ||||||
4 | Yeni ve orijinal fikir ve yöntemler geliştirme becerisi; sistem, parça veya süreç tasarımlarında yenilikçi çözümler geliştirebilme becerisi | ||||||
5 | Mühendislikte uygulanan modern teknik ve yöntemler ile bunların sınırları hakkında kapsamlı bilgi | ||||||
6 | Analitik, modelleme ve deneysel esaslı araştırmaları tasarlama ve uygulama becerisi; bu süreçte karşılaşılan karmaşık durumları analiz etme ve yorumlama becerisi | ||||||
7 | Gereksinim duyulan bilgi ve verileri tanımlama, bunlara ulaşma ve değerlendirmede ileri düzeyde beceri | ||||||
8 | Çok disiplinli takımlarda liderlik yapma, karmaşık durumlarda çözüm yaklaşımları geliştirebilme ve sorumluluk alma becerisi | ||||||
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 | ||||||
10 | Verilerin toplanması, yorumlanması, duyurulması aşamalarında ve mesleki tüm etkinliklerde toplumsal, bilimsel ve etik değerleri gözetme yeterliliği | ||||||
11 | Mesleğinin yeni ve gelişmekte olan uygulamaları hakkında farkındalık; gerektiğinde bunları inceleme ve öğrenebilme becerisi | ||||||
12 | Mühendislik uygulamalarının sosyal ve çevresel boyutlarını anlama ve sosyal çevreye uyum becerisi |
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) |
---|---|---|---|
Course Duration (Including the exam week: 16x Total course hours) | 16 | 3 | 48 |
Hours for off-the-classroom study (Pre-study, practice) | 16 | 3 | 48 |
Mid-terms | 1 | 15 | 15 |
Assignment | 1 | 15 | 15 |
Final examination | 1 | 15 | 15 |
Toplam İş Yükü | 141 | ||
Toplam İş Yükü / 25 (Saat) | 5,64 | ||
Dersin AKTS Kredisi | 6 |