Ders Tanımlama Formu

Transkript

1 Ders Tanımlama Formu Dersin Kodu ve Adı Uygulamalı Sonlu Elemanlar Analizi Dersin Yarıyılı 1 Gerilme analizi (genel bilgi, gerilme tanımı, gerilme tensörü, 2D/3D gerilme, asal gerilmeler, gerilme-gerinme bağıntıları, genelleştirilmiş Hooke kanunu, düzlem gerilme, düzlem gerinme, kırılma kriterleri, gerilme çeşitleri). Sonlu elemanlar analizi (genel bilgi, sonlu eleman modeli, elemanlara ayırma, şekil fonksiyonları, rijitlik/direngenlik matrisi, yük vektörü, sınır şartları. 1D/2D/3D sonlu elemanlar). Ansys yardımıyla sonlu elemanlar analizi (Ansys yazılımının kullanımı, programın Dersin Katalog Tanımı (İçeriği) kurulumu ve tanıtılması, analiz aşamaları, problem tipinin seçimi, eleman tipinin belirlenmesi, malzeme modelini belirlenmesi, 2D/3D boyutlu modelin/geometrinin oluşturulması, elemanlara ayırma/ağ oluşturma, başlangıç ve sınır şartlarının belirlenmesi, yüklerin uygulanması, çözüm, sonuçların gösterilmesi ve yorumlama). Uygulamalar: Ağırlıklı olarak gerilme analizi olmak üzere 1, 2 ve 3 boyutlu problemlerin Ansys yardımıyla çözülmesi (statik analiz, modal analiz, dinamik analiz, temas analizi, ısı transferi vb.). The finite element method and applications in engineering using Temel Ders Kitabı Ansys, E. Madenci, I. Guven, Springer, Advanced strength and applied stress analysis, R.G. Budynas, McGraw-Hill, Advanced strength and applied elasticity, A.C. Ugural, S.K. Fenster, Upper Saddle River, N.J., Prentice Hall, Yardımcı Ders Kitapları 3. Finite element analysis/theory and application with Ansys by Saeed Moaveni, Prentice Hall, ANSYS Yardım ve uygulama örnekleri. 5. İnternet ortamındaki uygulanmış ANSYS problem örnekleri. Dersin Kredisi (AKTS) 3 (7.5) Dersin Önkoşulları (Ders devam zorunlulukları, bu maddede belirtilmelidir.) Dersin Türü Dersin Öğretim Dili Dersin Amacı ve Hedefi Dersin Öğrenim Çıktıları Dersin Veriliş Biçimi Dersin Haftalık Dağılımı Derse devam zorunluluğu bulunan bu dersin herhangi bir önkoşulu ya da eş koşulu bulunmamaktadır. Seçmeli Türkçe Sonlu elemanlar metodu ve uygulamaları hakkında bilgi vermek. Mühendislik problemlerini çözmek için yazılımlardan faydalanma, bilgi ve deneyim kazanma. 1. Tasarım ve analiz konusunda ileri düzey çalışma yapabilme yeteneğinin kazandırılması. 2. Mühendislik problemlerine bakış açısı kazandırma. 3. Mühendislik problemlerine bilgisayar destekli çözümler sağlama. Bu ders sadece yüz yüze eğitim şeklinde yürütülmektedir. 1. Hafta: Gerilme analizi (genel bilgi, gerilme tanımı, gerilme tensörü, 2D/3D gerilme, asal gerilmeler, gerilme-gerinme bağıntıları, genelleştirilmiş Hooke kanunu). 2. Hafta: Gerilme analizi (düzlem gerilme, düzlem gerinme, kırılma kriterleri, gerilme çeşitleri). 3. Hafta: Sonlu elemanlar analizi (genel bilgi, sonlu eleman modeli, elemanlara ayırma (eleman tipi ve ağ oluşturma), şekil fonksiyonları, rijitlik/direngenlik matrisi, yük vektörü, sınır şartları). 4. Hafta: Sonlu elemanlar analizi (1D/2D/3D sonlu elemanlar). 5. Hafta: Ansys yardımıyla sonlu elemanlar analizi (Ansys yazılımının kullanımı, programın kurulumu ve tanıtılması, analiz aşamaları, problem tipinin seçimi, eleman tipinin belirlenmesi, malzeme modelini belirlenmesi, 2D/3D modelin/geometrinin oluşturulması, elemanlara ayırma/ağ oluşturma, başlangıç ve sınır şartlarının belirlenmesi, yüklerin uygulanması, çözüm, sonuçların gösterilmesi ve yorumlama). 6. Hafta: Statik analiz uygulaması ve 1.ödev 7. Hafta: Statik analiz ve temas analizi uygulaması

2 Öğretim Faaliyetleri (Burada belirtilen faaliyetler için harcanan zaman krediyi belirleyecektir. Dikkatli doldurulması gerekmektedir.) Değerlendirme Ölçütleri Dersin İş Yükü Ders Çıktıları ile Program Çıktıları Arasındaki Katkı Düzeyi 8. Hafta: ARA SINAV 9. Hafta: Modal analiz uygulaması ve 2.ödev 10. Hafta: Harmonik analiz uygulaması 11. Hafta: Dinamik analiz uygulaması 12. Hafta: Burkulma analizi ve kırılma mekaniği uygulaması 13. Hafta: Yorulma 14. Hafta: Isı transferi analizi uygulaması ve 3. ödev 15. Hafta: Akışkanlar mekaniği analizi uygulaması 16. Hafta: Dönem sonu projesinin teslimi Haftalık teorik ders saati İnternetten tarama, kütüphane çalışması Materyal tasarlama, uygulama Ara sınav ve ara sınava hazırlık Final sınavı ve final sınavına hazırlık Sayısı Toplam Katkısı (%) Ara sınav 1 30 Ödev 3 15 Uygulama 0 0 Projeler 1 15 Pratik 0 0 Kısa Sınav 0 0 Dönem içi Çalışmaların Yıl İçi Başarıya Oranı (%) 60 Finalin Başarıya Oranı (%) 40 Devam Durumu Etkinlik Toplam Hafta Sayısı Süre (Haftalık Saat) Dönem Sonu Toplam İş Yükü Haftalık teorik ders saati Haftalık uygulamalı ders saati Okuma Faaliyetleri İnternetten tarama, kütüphane çalışması Materyal tasarlama, uygulama Rapor hazırlama Sunu hazırlama Sunum Ara sınav ve ara sınava hazırlık Final sınavı ve final sınavına hazırlık Diğer Toplam iş yükü 188 Toplam iş yükü / Dersin AKTS Kredisi 7.5 No Program Çıktıları Matematik, fen bilimleri ve ilgili mühendislik disiplinine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, karmaşık mühendislik problemlerinde kullanabilme becerisi. Karmaşık mühendislik problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz

3 ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi. Karmaşık bir sistemi, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi. Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi. Mühendislik problemlerinin veya disipline özgü araştırma konularının incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi. Disiplin içi takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi Disiplinler arası takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi Türkçe sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az bir yabancı dil bilgisi. Etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, tasarım ve üretim raporları hazırlayabilme, etkin sunum yapabilme, açık ve anlaşılır talimat verme ve alma becerisi. Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; bilgiye erişebilme, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme ve kendini sürekli yenileme becerisi. Dersi Verecek Öğretim Eleman(lar)ı ve İletişim Bilgileri Etik ilkelerine uygun davranma, mesleki ve etik sorumluluk bilinci; mühendislik uygulamalarında kullanılan standartlar hakkında bilgi. Proje yönetimi, risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi, iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi. Girişimcilik, yenilikçilik hakkında farkındalık; sürdürülebilir kalkınma hakkında bilgi. Mühendislik uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ve çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi. Mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalık bilinci. Doç. Dr. Abdullah KURT, akurt@gazi.edu.tr

4 Course Code and Name Course Semester 1 Catalog Content Textbook Course Description Form Applied Finite Element Analysis Analysis of stress (general information, definition of stress, stress tensor, 2D/3D stress, principal stresses, stress-strain relations, generalized Hook s law, plane stress and plane strain, criteria for material failure, stress types). Finite element analysis (FEA) (general information, finite element model, dividing to element shape functions, element stiffness matrix, load vector, boundary conditions, 1D/2D/3D finite elements). FEA with Ansys (usage of a general-purpose finite element software Ansys, installation of program and introduction to program, steps in FEA with Ansys, type of analysis, selection of element type and material models, creating 2D/3D model/geometry, meshing, defining the loading, solution and general post processing). Applications: Predominantly stress analysis, 1D/2D/3D problem solutions with Ansys (structural analysis, modal analysis, transient dynamic analysis, contact problems, heat transfer, etc.) The Finite Element Method and Applications in Engineering using ANSYS, E. Madenci, I. Guven, Springer, Advanced strength and applied stress analysis, R.G. Budynas, McGraw-Hill, Advanced strength and applied elasticity, A.C. Ugural, S.K. Fenster, Upper Saddle River, N.J., Prentice Hall, Supplementary Textbooks 3. Finite Element Analysis/Theory and Application with ANSYS by Saeed Moaveni, Prentice Hall, ANSYS Yardım ve uygulama örnekleri. 5. İnternet ortamındaki uygulanmış ANSYS problem örnekleri. Credit 3 (7.5) Prerequisites of the Course ( Attendance Requirements) Type of the Course Instruction Language Course Objectives Course Learning Outcomes Instruction Methods Weekly Schedule There is no prerequisite or co-requisite for this course. Attendance for this course is compulsory. Elective Turkish To provide information about the finite element method (FEM) and its applications. Gaining knowledge and experience in using software to solve engineering problems. 1. Gaining the ability to perform advanced work on design and analysis. 2. Gaining perspective on engineering problems. 3. Providing computer-aided solutions to engineering problems. The mode of delivery of this course is Face to face 1. Week: Analysis of stress (general information, definition of stress, stress tensor, 2D/3D stress, principal stresses, stressstrain relations, generalized Hook s law). 2. Week: Analysis of stress (plane stress and plane strain, criteria for material failure, stress types). 3. Week: Finite element analysis (FEA) (general information, finite element model, dividing to element, shape functions, element stiffness matrix, load vector, boundary conditions). 4. Week: Finite element analysis (FEA) (1D/2D/3D finite elements). 5. Week: FEA with Ansys (usage of a general-purpose finite element software Ansys, installation of program and introduction to program, steps in FEA with Ansys, type of analysis, selection of element type and material models, creating 2D/3D model/geometry, meshing, defining the loading, solution and general post processing). 6. Week: Structural analysis application and 1 st assignment. 7. Week: Structural analyses application and contact problems. 8. Week: MID-TERM EAM 9. Week: Modal analysis application and 2 nd assignment. 10. Week: Harmonic response analysis application.

5 Teaching and Learning Methods (These are examples. Please fill which activities you use in the course) Assessment Criteria Workload Contribution Level Between Course Learning Outcomes and Program Outcomes 11. Week: Transient dynamic analysis application. 12. Week: Buckling analysis application and fracture mechanics 13. Week: Fatigue analysis application. 14. Week: Heat transfer analysis application and 3 rd assignment 15. Week: Fluid mechanics analysis application. 16. Week: Representations of final projects and related discussions. Weekly theoretical course hours Internet browsing, library work Designing and implementing materials Preparation of Midterm and Midterm Exam Final Exam and Preparation for Final Exam Numbers Total Weighting (%) Midterm Exams 1 30 Assignment 3 15 Application 0 0 Projects 1 15 Practice 0 0 Quiz 0 0 Percent of In-term Studies (%) 60 Percentage of Final Exam to Total Score (%) 40 Attendance Activity Weekly Theoretical Course Hours Weekly Tutorial Hours Reading Tasks Total Number of Weeks Duration (weekly hour) Total Period Work Load Studies Material Design and Implementation Report Preparing Preparing a Presentation Presentations Midterm Exam and Preperation for Midterm Exam Final Exam and Preperation for Final Exam Other ( should be emphasized) Total Workload 188 Total Workload / Course Credit (ECTS) 7.5 No Program Outcomes Adequate knowledge in mathematics, science and engineering subjects pertaining to the relevant discipline; ability to use theoretical and applied information in these areas to model and solve engineering problems. 2 Ability to identify, formulate, and solve complex engineering problems; ability to select and apply proper analysis and

6 modeling methods for this purpose. 3 Ability to design a complex system, process, device or product under realistic constraints and conditions, in such a way as to meet the desired result; ability to apply modern design methods for this purpose. 4 Ability to develop, select and use modern techniques and tools necessary for analysis and solution of complex problems in engineering applications; ability to use information technologies effectively. 5 Ability to design and conduct experiments, gather data, analyze and interpret results for examination of engineering problems or discipline-specific research topics. 6 Ability to work efficiently in intra-disciplinary teams. 7 Ability to work efficiently in multi-disciplinary teams. 8 Ability to communicate effectively in Turkish, both orally and in writing; knowledge of a minimum of one foreign language. 9 Ability to write effective reports and understand written reports, to prepare design and production reports, to make effective presentations, to give clear and understandable instructions and to receive. 10 Recognition of the need for lifelong learning; ability to access information, to follow developments in science and technology, and to continue to educate him/herself. 11 Conformity to ethical principles, professional and ethical responsibility; Information on standards used in engineering applications. 12 Knowledge on practices in business, such as project management, risk management and change management. 13 Knowledge about awareness of entrepreneurship, innovation, and sustainable development. 14 Knowledge about contemporary issues and the global and societal effects of engineering practices on health, environment, and safety. 15 Knowledge about awareness of the legal consequences of

7 The Course s Lecturer(s) and Contact Informations engineering solutions. Assoc.Prof. Dr. Abdullah KURT, akurt@gazi.edu.tr