Dersin Adı

SONLU ELEMANLARA GİRİŞ

Kodu

00618

Dönemi

8

Kredisi

3.0

Teorik

(saat / hafta)

Uygulama

(saat / hafta)

Laboratuar (saat / hafta)

3

0

0

ECTS Kredisi

4.0

Dili

Türkçe

Tipi / Kategorisi

Lisans / Seçmeli

Önkoşul / lar

Yapı Statiği II

 

Amaçları

Günümüzde bilgisayarların gelişmesi ve yapı analizi problemlerinin bilgisayarlara uygulanması sonucunda birçok bilgisayar programı geliştirilmiştir. Kesin çözüm yöntemleri ile analiz yapabilen genel amaçlı bilgisayar programlarını hazırlamak zor ve zaman alıcıdır. Söz konusu bilgisayar programlarının çoğunda gerek bilgisayarın kapasitesini aşmamak, gerekse bilgisayar süresini azaltmak gibi nedenlerle, birtakım varsayımlar sonucunda elde edilmiş yaklaşık formülasyonlar kullanılmıştır. Bu varsayımların geçerliliği ve formülasyonlar genellikle kullanıcılara yansıtılmamakta veya kullanıcı tarafından yeterince irdelenmemektedir. Bilgisayar programlarının birçoğu genel amaçlı olmayıp, yalnızca özel binaların (örneğin konvansiyonel betonarme konut türü binalar) analizi için geliştirilmiştir. Bu tür bilgisayar programlarının varsayımları ve formülasyonları bilinmeden veya dikkate alınmadan, amacı dışında kullanılması durumunda ise son derece hatalı analiz sonuçları alınabilir. Yaygın bir kanı olarak bilgisayarla yapılan analiz sonuçlarına gereğinden fazla güven duyulmakta, bu güven de mühendiste olması gereken teorik bilgi, tecrübe ve önseziyi ikinci plana itmekte ve köreltmektedir. İnşaat mühendisi bilgi ve yeteneklerini kaybetme ve programlara bağımlı hale gelme tehlikesi ile karşı karşıyadır. Bir anlamda mühendislik, program operatörlüğüne dönüşmektedir. Yapı sistemlerinin çok değişken davranışlar göstermesi, teknolojinin gelişmesi ile birlikte inşaat mühendisliğinin farklı sistemlere yönelme ve bilgi yarışında yer alma zorunluluğu gibi nedenlerle teorik bilginin körelmesi kabul edilemez. Kaldı ki söz konusu bilgisayar programları sürekli olarak geliştirilmek ve güncelleştirilmek zorundadır. Bu da teori olmadan mümkün değildir.

 

Dersin amacı teoriye hakim ve bilgisayar programı geliştirebilen ve en azından hazır programları teori ve varsayımlarını bilerek doğru kullanabilen mühendisler yetiştirmektir.

Tanımı / İçeriği

Çubuk sistemler. İzoparametrik elemanlar. Düzlem gerilme. Düzlem deformasyon. Plak ve kabuk elemanlardan oluşan sistemler. Enerji prensipleri. Nümerik integrasyon yöntemleri. Gauss nümerik integrasyonu. Şekil fonksiyonu, deplasman fonksiyonu. Gerinme-deformasyon, gerilme-gerinme ilişkileri.

Referanslar

Esas Referanslar

Textbook

 

Course Text notes (Prof. Dr. Namık Kemal Öztorun “Finite Element Method for Structural Analysis”

 

Öztorun, N. K., “A Rectangular Finite Element Formulation”, Finite Elements in Analysis and Design42 (2006) 1031 –1052

May 2006

Oztorun, N.K., Citipitioglu, E., Akkas, N., “Three dimensional finite element analysis of shear wall buildings”, Computers and Structures, V.68, No.1-3, 1998, pp 41-55.

Zienkiewicz, O.C., “The Finite Element Method in Engineering”, McGraw-Hill, New York, 1971.

Timoshenko, S., and Goodier, J.N., “Theory of Elasticity”, McGraw-Hill, New York, 1951.

Timoshenko, S. P., and S. Woinowsky-Krieger, “Theory of Plates and Shells”, 2d ed., McGraw-Hill Book Company, New York, 1959.

Timoshenko, S. P., “Strength of Materials”, 3d ed., vol2, D. Van Nostrand Company, Inc., Princeton, N.J., 1956.

Timoshenko, S. P., and J. M. Gere, “Theory of Elastic Stability”, 2d ed., McGraw-Hill Book Company, New York, 1961.

 

Recommended Reading

Theory of Elasticity, Plates, Mathematics, Strength of materials, Using Finite Element Computer Programs SAP2000, Astec/Strudl, Ansys, Lusas, Nastran etc., Developing computer programs. Theory of shells.

Öğretim Üyesi  / Elemanı

Prof. Dr. Namık Kemal ÖZTORUN

Öğretim Üyesi / Elemanı İletişim bilgileri

 

Ders için Ofis Saatleri

 

 

 

 

 

 

 

 

Değerlendirme

 

Sayı

Yüzdesi (%)

  Bitirme Sınavı

( Telafi Sınavı )

1

%  50

Yıliçi Etkinlikler

Arasınav

1

%  20

Kısa sınav

-

-

Ödev

-

-

Proje

1

%  20

Rapor

-

-

Diğer

Kanaat

%  10

Devam Zorunluluğu

%  ……

Ders Kredisinin Bölünmesi (%)

Matematik ve Temel Bilimler

%60

Mühendislik Bilimi

%20

Mühendislik Tasarım

%20

Sosyal Bilimler

%  ……

DERSİN PROGRAM ÇIKTILARINA KATKISI

PROGRAM ÇIKTILARI

Evet

Hayır

1

Matematik, Fen ve Mühendislik bilgilerini İnşaat Mühendisliği alanında uygulama becerisi

X

 

2

Deney tasarlama ve sonuçları yorumlama becerisi

X

 

3

Proses tasarlama becerisi

X

 

4

Sistemi irdeleme ve sonuç olarak geliştirme becerisi

X

 

5

Disiplinlerarası çalışma yürütebilme becerisi

X

 

6

Mühendislik problemlerini belirleme becerisi

X

 

7

Etik sorumlulukları kavrama becerisi

X

 

8

Türkçe iletişim kurabilme becerisi

 

X

9

Mühendislik alanında geniş kapsamlı eğitime sahip olma becerisi

X

 

10

Yaşam boyu öğrenme becerisi

X

 

11

Kendi kendine öğrenme becerisi

X

 

12

Güncel konularda bilgilendirme becerisi

X

 

13

Mühendislik tekniklerini ve modern mühendislik donanımlarını kullanabilme becerisi

X

 

14

Değişen koşullara uyum sağlama becerisi

X

 

 

 

 

 

 

HAFTALIK DERS PLANI

Hafta

Konu

1

Amaç, Kapsam, Giriş, Ders içeriği, Dersin izlenme yöntemi ve formatı

Introduction to Finite Elements

2

Derivation of stiffness matrices and load vectors. Displacement function. Strain-displacement relation. Stress-strain relation. Equilibrium equations. Shape function. Coordinate transformation

3

Isoparametric Finite Elements

4

Variational formulation of the Finite Element Method

5

Convergence of finite elements. Natural coordinates. Derivation of the Euler Lagrange Equation

6

Examples for finite elements. 2d and 3d truss, beam, plane-stress / plane-strain elements

7

Ara Sınav

8

Nümerik integrasyon yöntemleri. Gauss nümerik integrasyonu.

9

Plate-bending, Shell and Boundary spring elements

10

FEM Bilgisayar Programının tanıtılması, dağıtılması

11

Rotationally symmetric solid element, Axisymmetric Thin Shell Elements

12

Rayleigh-Ritz Method

13

Computer implementation.

 

14

Final Sınavı