İTÜ
LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU
(GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM)Dersin Adı Course Name
Mekanikte Enerji Metotları Energy Methods in Mechanics
Kodu (Code)
Yarıyılı (Semester)
Kredisi (Local Credits)
AKTS Kredisi (ECTS Credits)
Ders Türü (Course Type) MAK616 Bahar
(Spring) 3 7,5 Yüksek Lisans
(M.Sc.) Bölüm / Program
(Department/Program) Makina Mühendisliği / Katı Cisimlerin Mekaniği (Mechanical Engineering / Solid Mechanics) Dersin Türü
(Course Type) Seçmeli (Elective)
Dersin Dili
(Course Language) Türkçe (Turkish) Dersin İçeriği
(Course Description) 30-60 kelime arası
Şekil Değiştirme Enerjisi,Virtüel İşler Prensibi, Betti-Maxwell Teoremi, Castigliano Teoremleri, Crotti-Engesser Teoremi, Toplam Potansiyel Enerji Prensibi, Ağırlıklı Artık Yöntemleri, En Küçük İş İlkesi, Elastik Stabilitede Enerji Yöntemleri, Hamilton Prensibi
Strain Energy, Principle of Virtual Work, Betti’s and Maxwell’s Reciprocity Theorem, Castigliano’s Theorems, Crotti-Engesser Theorem, Principle of Minimum Total Potential Energy, Weighted-Residual Methods, Principle of Minimum Strain Energy, Energy Methods Applied to Buckling, Hamilton’s Principle
Dersin Amacı (Course Objectives) Maddeler halinde 2-5 adet
1. Kiriş ve plak yerdeğiştirmelerini veren diferansiyel denklemlerin enerji yöntemleri ile elde edilmesi
2. Kiriş ve plak yerdeğiştirmelerinin yaklaşık olarak bulunması 3. Kolon stabilitesinin enerji yöntemleri ile belirlenmesi
1. Derivation of differential equations governing the deflections of plates and beams.
2. To obtain the approximate values of plate and beam deflections
3. Determining the stability conditions of columns by using energy methods
Dersin Öğrenme Çıktıları (Course Learning Outcomes)
Maddeler halinde 4-9 adet
Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenciler;
1. Yapısal elemanların gerilme, şekil değiştirme ve yerdeğiştirme hesaplarını enerji yöntemleriyle yapabilme.
2. Kesin çözümün bulunamadığı durumlarda yaklaşık çözümler elde edebilme 3. Kolon stabilitesini enerji yöntemiyle belirleyebilme
4. Sürekli sistemlerin titreşim analizini yapabilme
konularında ileri düzeyde bilgiler edinip, mühendislik problemlerinde kullanabilme becerisi kazanacaktır.
Students who successfully complete this course obtain advanced information and ability on 1. Calculation of stress, strain and deflection values of structural elements by using energy
methods
2. Obtaining approximate solutions in case the exact solution cannot be reached 3. Determination of column stability by using energy methods
4. Vibration analysis of continuous systems
Ders Kitabı (Textbook)
Energy Principles and Variational Methods in Applied Mechanics, J. N. Reddy, 2002, John Wiley & Sons
Diğer Kaynaklar
(Other References)
Maddeler halinde en çok 5 adet
1- Solid Mechanics, A Variational Approach, Clive L.Dym, Irving H. Shames,1973, McGraw-Hill.
2- Mechanics of Structures, Variational and Computational Methods, W.D.Pilkey, W.Wunderlich, 2002, CRC Press
Ödevler ve Projeler (Homework & Projects)
Dersin daha anlaşılır olması için ödevler verilecektir.
Homework assignments will be given to have a better understanding of the course.
Laboratuar Uygulamaları (Laboratory Work)
Bilgisayar Kullanımı (Computer Use)
Ödevlerin hazırlanmasında bilgisayardan yararlanılabilir.
Computer can be used in the preparation of homeworks.
Diğer Uygulamalar (Other Activities) Başarı Değerlendirme Sistemi
(Assessment Criteria)
Faaliyetler
(Activities) Adedi*
(Quantity) Değerlendirmedeki Katkısı, % (Effects on Grading, %) Yıl İçi Sınavları
(Midterm Exams) 2 % 30
(30 %) Kısa Sınavlar
(Quizzes) 2 %15
(15 %) Ödevler
(Homework) 3 % 15
(15 %) Projeler
(Projects)
Dönem Ödevi/Projesi (Term Paper/Project) Laboratuar Uygulaması (Laboratory Work) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Final Sınavı
(Final Exam) 1 % 40
(40 %)
*Yukarıda Belirtilen Sayılar Minimum Olup Yerine Getirilmesi Zorunludur.
DERS PLANI
Hafta Konular
Dersin Çıktıları
1 İç kuvvetler, Gerilme durumları 1,4,6
2 Şekil değiştirme durumları, Yerdeğiştirme-Şekil değiştirme ilişkileri 1,4,6
3 Uygunluk denklemleri, Genelleştirilmiş Hooke bağıntısı 1,4,6
4 Denge denklemleri, Şekil değiştirme enerjisi 1,4,6
5 Virtüel İşler Teoremi, Clapeyron Teoremi 1,4,6
6 Betti-Maxwell Teoremi 1,4,6
7 Virtüel iş denklemi ( Birim yük metodu), Tesir katsayıları 1,4,6
8 Castigliano Teoremleri, Crotti-Engesser Teoremi 1,4,6
9 Toplam potansiyel enerji prensibi, varyasyonlar hesabına giriş 1,4,6,8
10 Ritz yöntemi, Ağırlıklı artık yöntemleri 1,4,6,8
11 En küçük iş ilkesi 1,4,6
12 Elastik stabilitede enerji yöntemleri, değişken kesitli kolonlar 1,4,6,8
13 Değişken basma yüklü kolonlar 1,4,6
14 Hamilton prensibi, kiriş ve plakların titreşimi 1,4,6
COURSE PLAN
Weeks Topics
Course Outcomes
1 Internal forces, states of stress 1,4,6
2 States of strain, Relations between displacement and strain 1,4,6
3 Compatibility equations, Generalized Hooke’s law 1,4,6
4 Equilibrium equations, Strain energy 1,4,6
5 Principle of virtual work, Clapeyron’s theorem 1,4,6
6 Betti’s and Maxwell’s Reciprocity Theorem 1,4,6
7 Unit dummy load method, influence coefficients 1,4,6
8 Castigliano’s Theorems, Crotti-Engesser Theorem 1,4,6
9 Principle of Minimum Total Potential Energy, Introduction to calculus of variations 1,4,6,8
10 Ritz method, Weighted-Residual Methods 1,4,6,8
11 Principle of Minimum Strain Energy 1,4,6
12 Energy Methods Applied to Buckling, Columns with variable cross-sections 1,4,6,8
13 Columns subject to variable compressive loading 1,4,6
14 Hamilton’s principle, Vibrations of beams and plates 1,4,6
Dersin Katı Cisimlerin Mekaniği Programıyla İlişkisi
Programın mezuna kazandıracağı bilgi, beceri ve yetkinlikler (programa ait çıktılar)
Katkı Seviyesi 1 2 3 i Lisans düzeyi yeterliliklerine dayalı olarak, makina tasarımı alanında
bilgilerini uzmanlık düzeyinde geliştirebilme ve derinleştirebilme(bilgi). X
ii
Katı cisim mekaniğinin ilişkili olduğu disiplinler arası etkileşimi kavrayabilme, bu alanda edindiği uzmanlık düzeyindeki kuramsal ve uygulamalı bilgileri farklı disiplin alanlarından ve özellikle biyomühendislikten gelen bilgilerle bütünleştirerek kullanabilme, yorumlayabilme ve yeni bilgiler oluşturabilme (bilgi ve beceri).
X
iii
Makina tasarımında karşılaşılan sorunları araştırma yöntemlerini kullanarak çözümleyebilme, bu alandaki uygulamalarda karşılaşılan ve öngörülemeyen karmaşık sorunların çözümü için yeni stratejik yaklaşımlar geliştirebilme ve sorumluluk alarak çözüm üretebilme (beceri).
X
iv
Katı cisim mekaniğinde uzmanlık gerektiren bir çalışmayı bağımsız olarak yürütebilme (Bağımsız çalışabilme, öğrenme ve sorumluluk alabilme yetkinliği).
X
v
Bu alandaki sorunların çözümlenmesinin gerektiği ortamlarda liderlik yapabilme ve edindiği uzmanlık düzeyindeki bilgi ve becerileri eleştirel bir yaklaşımla değerlendirebilme ve öğrenmesini yönlendirebilme (Bağımsız çalışabilme, öğrenme ve sorumluluk alabilme yetkinliği).
X
vi
Mekanik tasarımdaki güncel gelişmeleri ve kendi çalışmalarını, nicel ve nitel veriler ile destekleyerek, alanındaki ve alanı dışındaki gruplara, yazılı, sözlü ve görsel olarak sistemli biçimde aktarabilme, sosyal ilişkileri ve bu ilişkileri yönlendiren normları eleştirel bir bakış açısı ile inceleyebilme, geliştirebilme ve gerektiğinde değiştirmek üzere harekete geçebilme. (İletişim ve sosyal yetkinlik).
X
vii Bir yabancı dili en az Avrupa Dil Portföyü B2 genel düzeyinde kullanarak sözlü ve yazılı iletişim kurabilmek (İletişim ve sosyal yetkinlik).
viii Ticari yazılım kullanımı ve program yazılımı becerilerini kazanma
(İletişim ve sosyal yetkinlik). X
ix
Makina tasarımı ve biyomekanik konularında verilerin toplanması, yorumlanması, uygulanması ve duyurulması aşamalarında toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik değerleri gözeterek denetleyebilme ve bu değerleri öğretebilme (Alana özgü yetkinlik).
X
x
Katı cisimlerin mekaniği ile ilgili konularda strateji, politika ve uygulama planları geliştirebilme ve elde edilen sonuçları, kalite süreçleri çerçevesinde değerlendirebilme (Alana özgü yetkinlik).
X
xi
Katı cisimlerin mekaniği konusunda özümsedikleri bilgiyi, problem çözme ve/veya uygulama becerilerini, disiplinlerarası çalışmalarda ve özellikle biyomühendislik alanında kullanabilme (Alana özgü yetkinlik).
X
xii Kendi çalışmalarını, alanındaki uluslararası platformlarda, yazılı, sözlü
ve/veya görsel olarak aktarabilme (Alana özgü yetkinlik). X (1: Az, 2. Kısmi, 3. Tam)
Relationship Between Course and Solid Mechanics Curriculum
Program outcomes
Level of Contribution
1 2 3 i Developing and intensifying knowledge in the area of mechine design,
based upon the competency in the undergraduate level (knowledge). X
ii
Grasping the inter-disciplinary interaction related to solid mechanics related area, the ability to interprete and to form new types of knowledge by combining the knowledge from the expert-level theoretical and practical knowledge acquired in te area and the knowledge from various other disciplines, particularly from the bioengineering (knowledge and skill).
X
iii
Solving the problems faced in machine design area by making use of the research methods, the ability to develope new strategic approaches to solve the unforeseen and complex problems arising in the practical processes of one's area and coming up with solutions while taking responsibility.
X
iv
The ability to carry out a specialistic study related to solid mechanics area independently (competence to work independently and take responsibility).
X
v
Fulfilling the leader role in the environments where solutions are sought for the problems related to the area and assessing the specialistic knowledge and skill gained through the study with a critical view and directing one's own learning process (competence to work independently, learning competence and take responsibility).
X
vi
Systematically transferring the current developments in the area of mechanical system design and one's own work to other groups in and out of the area; in written, oral and visual forms, ability to see and develope social relationships and the norms directing these relationships with a critical look and the ability to take action to change these when necessary (Communication and Social Competency).
X
vii
Proficiency in a foreign language-at least European Language Portfolio B2 Level-and establishing written and oral communication with that language (Communication and Social Competency).
viii
Using the computer software together with the information and communication technologies efficiently and according to the needs of the area (Communication and Social Competency).
X
ix
Paying regard to social, scientific, cultural and ethical values during the collecting, interpreting, practicing and announcing processes of the area related data and the ability to teach these values to others (Area Specific Competency).
X
x
Developing strategy, policy and application plans concerning the subjects related to the solid mechanics area and the ability to evaluate the end results of these plans within the frame of quality processes (Area Specific Competency).
X
xi
Using the knowledge and the skills for problem solving and/or application (which are processed within the solid mechanics area) in inter-disciplinary studies, particularly in bioengineering area (Area Specific Competency).
X
xii
In the programs with thesis, the ability to present one's own work within the international environments orally, visually and in written forms (Area Specific Competency).
X
(1: Little, 2. Partial, 3. Full)
Düzenleyen (Prepared by) Prof.Dr. Alaeddin ARPACI
Tarih (Date) 20.06.2011
İmza (Signature)
DERS YÜKÜ HESAPLAMA FORMU
Dersin Kodu MAK616 Dersin Adı
Mekanikte Enerji
Metodları Dersin Dili Türkçe Dersin Kredisi
3(3+0+0) Dersin ECTS Kredisi
7,5
Hafta 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 TOPLAM
Saat Kazanılan Beceri
(Çıktılar) I I I I I I I I II II II III III IV
Haftalık Ders
(Saat) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 42
Laboratuar (Saat) Uygulama (Saat)
Dersle ilgili Sınıf dışı Etkinlikler (Saat)
6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 8 8 8 90
Sınavlar ve Sınava Hazırlık
(Saat) 2 2 2 2 2 2 8 2 2 2 2 2 8 2 8,5 8 56,5
Toplam
Saat 11 11 11 11 11 11 17 11 11 11 11 13 19 13 8,5 8 188,5
Ders
Değerlendirme Sistemi
2 adet ara sınav (%30), 2 adet kısa sınav (%15), 3 adet ödev (%15), Final sınavı (%40)
Ders Çıktıları
Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenciler
I. Yapısal elemanların gerilme, şekil değiştirme ve yerdeğiştirme hesaplarını enerji yöntemleriyle yapabilme.
II. Kesin çözümün bulunamadığı durumlarda yaklaşık çözümler elde edebilme III. Kolon stabilitesini enerji yöntemiyle belirleyebilme
IV. Sürekli sistemlerin titreşim analizini yapabilme
konularında ileri düzeyde bilgiler edinip, mühendislik problemlerinde kullanabilme becerisi kazanacaktır
Tarih 20.06.2011 Formu
Hazırlayan Prof.Dr. Alaeddin ARPACI
Formu Onaylayan
