Ders Öğretim Planı
Dersin KoduDersin AdıDersin TürüYılYarıyılAKTS
MKM-23-114MÜHENDİSLİKTE SONLU ELEMANLAR VE GERİLME ANALİZİSeçmeli126
Dersin Seviyesi
Yüksek Lisans
Dersin Amacı
Sonlu elemanlar metodu, günümüzde, katı mekaniği, akışkanlar mekaniği, ısı transferi ve diğer mühendislik alanlarında diferansiyel denklemlerin sayısal olarak çözülmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu ders, sonlu elemanlar metodunun teorisine ve bu teorinin makine mühendisliği alanında uygulanmasına bir giriş özelliği taşımaktadır. Bu ders iki bölüme ayrılmaktadır: 1. Sonu elemanlar metodunun arka planında var olan teori ve kavramların basit 1-Boyutlu ve 2-Boyutlu basit örneklerle çalışılması, 2. Bu metodun ticari bir sonlu elemanlar programı olan ANSYS kullanılarak mühendislik problemlerinin çözümünde uygulanması. Teori ve uygulama dönem boyunca iç içe verilecektir. Dersin içerdiği konulara örnek olarak 2-Boyutlu ve 3-Boyutlu gerilme analizi (lineer ve non-lineer), termal analiz, modelleme teknikleri ve sonuçların değerlendirilmesi verilebilir. Bu dersin işlenmesinde ANSYS ticari programı önemli bir yere sahiptir. Dersi alan öğrenciler basit problemler için kendi programlarını yazma yerine çok daha kapsamlı problemleri ANSYS kullanarak çözmeyi öğreneceklerdir.
Dersi Veren Öğretim Görevlisi/Görevlileri
Doktor Öğretim Üyesi Gökçen AKGÜN
Öğrenme Çıktıları
11. Sonlu elemanlar metodunun arka planında var olan fiziksel ve matematiksel teorinin esaslarını anlamak 2. Sonlu elemanlar metodunun avantajlarını ve sınırlamalarını anlamak 3. ANYS ticari programında var olan eleman tiplerini anlamak ve analiz şekline bağlı olarak uygun eleman tipini seçebilmek 4. Analizi yapılacak yapının kullanımda maruz kalacağı yükleri ve mesnetleri mümkün olduğunca yansıtacak şekilde sonlu eleman modeli oluşturabilmek 5. ANSYS ticari programı kullanarak 2-Boyutlu ve 3-Boyutlu yapısal tasarım problemlerini analiz edebilmek 6. ANSYS ticari programı kullanarak 2-Boyutlu ve 3-Boyutlu termal tasarım problemlerini analiz edebilmek 7. ANSYS kullanılarak yapılan tasarım çalışmasını hem yazılı hem de sözlü olarak açık ve anlaşılır bir şekilde sunabilmek 8. Mühendislik sistemlerinin tasarım ve analizinde Sonlu Elemanlar Metodu kullanmanın önemini anlamak
Öğrenim Türü
Birinci Öğretim
Dersin Ön Koşulu Olan Dersler
YOK
Ders İçin Önerilen Diğer Hususlar
yok
Dersin İçeriği
Gerilme, gerinme ve genelleştirilmiş Hooke Kanunu’nun tekrarı; Elastisite Teorisinin temel denklemleri; Sonlu elemanlar metoduna giriş ve uygulamalarından örnekler; Matris teorisine giriş; Sonlu elemanlar denklemlerinin çıkarılması: Bir boyutlu yay problemleri örneği; ANSYS ticari programının tanıtımı; ANSYS; analiz adımları: Çözülecek problem için uygun olan eleman tipinin seçimi, malzeme bilgileri ve eleman sabitleri dahil olmak üzere seçilmiş olan eleman tipleri için gerekli olan bilgilerin tanımlanması, çözülecek problem için gerekli olan sınır şartlarının ve uygulanacak yüklerin tanımlanması, analiz türünün tanımlanması, uygulanan sınır şartları ve yükler için sonlu elemanlar modelinin çözülmesi, çözüm sonrası elde edilen sonuçların irdelenmesi, istenilen sonuçları bir dosyaya listeletilmesi veya ekranda görüntületilmesi; ANSYS ile uygulama örnekleri: Kafes problemleri: çubuk elemanlar, iki ve üç boyutlu kafes sistemleri; Kiriş ve çerçeve yapı problemleri: Bir boyutlu kiriş, iki ve üç boyutlu kiriş ve çerçeve yapılar; İki boyutlu gerilme analiz problemleri: Düzlem gerilme ve düzlem gerinme; Üç boyutlu gerilme analiz problemleri; Isıl problemler Görsel anlatım, ödevler ve projeler şeklinde uygulanır.
Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği
HaftaTeorikUygulamaLaboratuvar
1Gerilme, Gerinme ve Genelleştirilmiş Hooke Kanununun Tekrarı; Elastisite Teorisinin Temel Denklemleri; Matris Teorisine Giriş
2Sonlu Elemanlar Metoduna Giriş: Sonlu elemanlar metodunun kısa tarihçesi ve altyapısı, düğümler ve elemanlar, modelleme esasları, hesaplama adımları ve çözüm mantığı, örnek uygulama alanları; sonlu elemanlar denklemlerinin çıkarılması için işlem adımları; lineer yay elemanı örneği ve yay elemanların bir araya getirilmesi; çözüm matrisinin oluşturulması, sınır şartları, çözüm yöntemleri
3Sonlu elemanlar metodu içeren ANSYS ticari programının tanıtımı: Temel kavramlar, geometri komutları, düzeltme komutları, geometrik model oluşturma, diğer CAD programları ile etkileşimi; 1B yay probleminin Ansys ile analizi: geometrik model oluşturma, malzeme tanımlaması, eleman tipi seçimi, sonlu eleman modeli oluşturma (mesh yapma), yüklerin ve sınır şartlarının (mesnetleme) girilmesi, sonlu eleman modelini çözdürme ve sonuçları değerlendirme
42B kafes problemlerinin ANSYS kullanılarak analizi: geometrik model oluşturma, malzeme tanımlaması, eleman tipi seçimi, sonlu eleman modeli oluşturma (mesh yapma), yüklerin ve sınır şartlarının (mesnetleme) girilmesi, sonlu eleman modelini çözdürme ve sonuçları değerlendirme
53B kafes problemlerinin ANSYS kullanılarak analizi: geometrik model oluşturma, malzeme tanımlaması, eleman tipi seçimi, sonlu eleman modeli oluşturma (mesh yapma), yüklerin ve sınır şartlarının (mesnetleme) girilmesi, sonlu eleman modelini çözdürme ve sonuçları değerlendirme
61B ve 2B kiriş problemlerinin ANSYS kullanılarak analizi: geometrik model oluşturma, malzeme tanımlaması, eleman tipi seçimi, sonlu eleman modeli oluşturma (mesh yapma), yüklerin ve sınır şartlarının (mesnetleme) girilmesi, sonlu eleman modelini çözdürme ve sonuçları değerlendirme,
72B.çerçeve yapıların ANSYS kullanılarak analizi: geometrik model oluşturma, malzeme tanımlaması, eleman tipi seçimi, sonlu eleman modeli oluşturma (mesh yapma), yüklerin ve sınır şartlarının (mesnetleme) girilmesi, sonlu eleman modelini çözdürme ve sonuçları değerlendirme, Global direngenlik matrisi ve yük vektörünün oluşturulması, The Finite Element Equations; Treatment of Boundary Conditions
8ARA SINAV
92B.çerçeve yapıların ANSYS kullanılarak analizi: geometrik model oluşturma, malzeme tanımlaması, eleman tipi seçimi, sonlu eleman modeli oluşturma (mesh yapma), yüklerin ve sınır şartlarının (mesnetleme) girilmesi, sonlu eleman modelini çözdürme ve sonuçları değerlendirme
103B.kiriş ve çerçeve yapıların ANSYS kullanılarak analizi: geometrik model oluşturma, malzeme tanımlaması, eleman tipi seçimi, sonlu eleman modeli oluşturma (mesh yapma), yüklerin ve sınır şartlarının (mesnetleme) girilmesi, sonlu eleman modelini çözdürme ve sonuçları değerlendirme
11Düzlem gerilme, düzlem gerinme ve axi-simetri kavramları; düzlem gerilme, gerinme ve axisimetrik problemlerin ANSYS kullanılarak analizi: geometrik model oluşturma, malzeme tanımlaması, eleman tipi seçimi, sonlu eleman modeli oluşturma (mesh yapma), yüklerin ve sınır şartlarının (mesnetleme) girilmesi, sonlu eleman modelini çözdürme ve sonuçları değerlendirme
123B problemlerin ANSYS kullanılarak analizi: geometrik model oluşturma, malzeme tanımlaması, eleman tipi seçimi, sonlu eleman modeli oluşturma (mesh yapma), yüklerin ve sınır şartlarının (mesnetleme) girilmesi, sonlu eleman modelini çözdürme ve sonuçları değerlendirme
132B ve 3B ısıl problemlerin ANSYS kullanılarak analizi: geometrik model oluşturma, malzeme tanımlaması, eleman tipi seçimi, sonlu eleman modeli oluşturma (mesh yapma), yüklerin ve sınır şartlarının (mesnetleme) girilmesi, sonlu eleman modelini çözdürme ve sonuçları değerlendirme
14Final Sınavı
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
Çubuk Sonlu Elemanlar, Prof. Dr. Mehmet H. OMURTAG, Birsen Yayınevi Saeed Moaveni, Finite Element Analysis: Theory and Applications with ANSYS, 2nd Ed., ISBN: 0-13-111202-3, Prentice Hall, 2003, 840 pp Sonlu Elemanlar Analizi (Teori ve Ansys ile Uygulamalar), Saeed Moavani, Türkçe çeviri, Prof. Dr. Ali Osman AYHAN, palme yayınları Sonlu Elemanlar Yöntemine Giriş, Jacob Fish, Ted Belytschko, Nobel Akademik yayıncılık. Ansys Workbench, Doç Dr. İsmail OVALI, Kodlab yayınları Robert D. Cook, David S. Malkus, Michael E. Plesha, Robert J. Witt, Concepts and Applications of Finite Element Analysis, 4th Edition, ISBN: 0-471-35605-0, John Wiley, 736 Pages, October 2001 http://web.deu.edu.tr/ansys/ http://www.mece.ualberta.ca/tutorials/ansys/ Prof. Dr. Ramazan KAYACAN Gerinme ve Gerilme Ölçme Ders Notları
Planlanan Öğrenme Aktiviteleri ve Metodları
Değerlendirme
Yarıyıl (Yıl) İçi EtkinlikleriAdetDeğer
Ara Sınav140
Proje Sunma160
TOPLAM100
Yarıyıl(Yıl) Sonu EtkinliklerAdetDeğer
Final Sınavı1100
TOPLAM100
Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri40
Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri60
TOPLAM100
Dersin Sunulduğu Dil
Türkçe
Staj Durumu
yok
İş Yükü Hesaplaması
EtkinliklerSayısıSüresi (saat)Toplam İş Yükü (saat)
Ara Sınav14040
Final Sınavı15555
Proje Sunma18585
TOPLAM İŞ YÜKÜ (saat)180
Program ve Öğrenme Çıktıları İlişkisi

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11
ÖÇ1           
* Katkı Düzeyi : 1 Çok düşük 2 Düşük 3 Orta 4 Yüksek 5 Çok yüksek
 
Iğdır University, Iğdır / TURKEY • Tel (pbx): +90 476 226 13 14 • e-mail: info@igdir.edu.tr