AKTS - Döküm ve Katılaştırma Proseslerinin Tasarımı ve Modellemesi
Döküm ve Katılaştırma Proseslerinin Tasarımı ve Modellemesi (MDES652) Ders Detayları
| Ders Adı | Ders Kodu | Dönemi | Saati | Uygulama Saati | Laboratuar Hours | Kredi | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Döküm ve Katılaştırma Proseslerinin Tasarımı ve Modellemesi | MDES652 | Alan Seçmeli | 3 | 0 | 0 | 3 | 5 |
| Ön Koşul Ders(ler)i |
|---|
| N/A |
| Dersin Dili | İngilizce |
|---|---|
| Dersin Türü | Odak Ders |
| Dersin Seviyesi | Doktora |
| Ders Verilme Şekli | Yüz Yüze |
| Dersin Öğrenme ve Öğretme Teknikleri | Anlatım. |
| Dersin Öğretmen(ler)i |
|
| Dersin Amacı | Katılaştırma bilimi; sadece döküm parçaların katılaşması esansındaki makroskopik ve mikroskopik değişimlerin anlaşılması için değil, aynı zamanda, yarı-katı döküm, lazerle eritme, toz atomizasyonu, metal matrisli kompozitler ve cam metaller gibi yeni proses ve malzemeler için de temel teşkil etmesi açısından çok önemlidir. Metal döküm proseslerinin bir kısmı hâlâ emprik olmakla birlikte, bir kısmı ise matematik köklüdür. Metal döküm sanayiinin katılaştırma simülasyonlarını kabul etmiş olması, katılaştırma biliminde son 25 yılda yapılan büyük gelişmeler neticesinde olmuştur. Döküm fabrikalardan alınan geri bildirimlere gore; katılaştırma modellemesi sadece uygun maliyetli bir yatırım değil, aynı zamanda önemli bir varlıktır. Bu sayede birçok dökümhane üretimi daha zor ve teknik bilgi isteyen parçalarla yeni pazarlara girmiştir. İçyapı sağlamlığını öngörebilme yeteneği dökümhanelerin hem kalite hem de teslimat seviyelerini yükseltmekte; ayrıca doğru maliyet tahminlerine dayanan önemli üretim kararları için gereken bilgileri, daha model imalatı bile yapılmadan, sağlamaktadır. Bu derste; katılaştırma ve kristalleştirme prosesleri üzerine yapılan modern araştırmaların kabul gören sonuçları ve deneysel bulgularına paralel genel analizler yapılması; döküm katılaşmasının hesaplamalı modelllemesinde kullanılacak bilgilerin sentezi ile hızlı katılaştırma, kütle cam metal üretimi gibi yeni süreçlerin incelenmesi amaçlanmıştır. |
| Dersin Eğitim Çıktıları |
Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler;
|
| Dersin İçeriği | Döküm proses modelleme, gerilme analizi, hata oluşumu, içyapı evrimleşmesi, termofiziksel özellikler ve döküm problemlerinin çözümünde kullanılan hızlı analiz teknikleri hakkında teorik bilgi; parça dökümü, ingot dökümü ve sprey şekillendirme prosesleri üzerinde uygulamalar. |
Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları
| Hafta | Konular | Ön Hazırlık |
|---|---|---|
| 1 | Döküm ve Katılaştırma Süreçlerine Genel Bakış | Ders kitaplarının ve diğer kaynakların ilgili sayfaları |
| 2 | Katılaşma esnasında Denge ve denge-dışılık | Ders kitaplarının ve diğer kaynakların ilgili sayfaları |
| 3 | Büyük ölçek olgusu- ilgili iletim (transport) denklemleri | Ders kitaplarının ve diğer kaynakların ilgili sayfaları |
| 4 | Makro-kütle iletimi: çözünen (solute) difüzyonunun etkin olduğu segregasyon- Kalıp dolumu ve katılaşma esnasında akışkan dinamiği, makro çekinti oluşumu ve besleme. | Ders kitaplarının ve diğer kaynakların ilgili sayfaları |
| 5 | Enerji iletim Denklemleri: kararlı ve kararsız döküm katılaşmasları için analitik çözümler | Ders kitaplarının ve diğer kaynakların ilgili sayfaları |
| 6 | Katılaşmanın nümerik makro modellemesi: Sonlu Farklar ve Hacim Kontrol yöntemlerine ait formülasyonlar | Ders kitaplarının ve diğer kaynakların ilgili sayfaları |
| 7 | Makrosegregasyon ve Mikrosegregasyon Modellemeleri | Ders kitaplarının ve diğer kaynakların ilgili sayfaları |
| 8 | Micro-scale phenomena and interface dynamics: Nucleation and microsegregation, Dynamic Nucleation Models | Ders kitaplarının ve diğer kaynakların ilgili sayfaları |
| 9 | Hücresel ve Dallantılı (dendritic) büyüme: Analik uç hız modelleri, Dendiritik Dizilme Modelleri | Ders kitaplarının ve diğer kaynakların ilgili sayfaları |
| 10 | Ötektik Katılaşma: Düzenli ve düzensiz ötektik büyüme modelleri | Ders kitaplarının ve diğer kaynakların ilgili sayfaları |
| 11 | Peritektik ve Ötektik Katılaşma Mekanizmaları | Ders kitaplarının ve diğer kaynakların ilgili sayfaları |
| 12 | Hızlı Katılaştırma ile oluşan mikroyapılar | Ders kitaplarının ve diğer kaynakların ilgili sayfaları |
| 13 | Katılaşmanın nümerik mikro-modellemesi | Ders kitaplarının ve diğer kaynakların ilgili sayfaları |
| 14 | Çekirdeklenme ve Büyüme Kinetikleri | Ders kitaplarının ve diğer kaynakların ilgili sayfaları |
| 15 | Genel gözden geçirme | - |
| 16 | Final sınavı | - |
Kaynaklar
| Ders Kitabı | 1. • Science and Engineering of Casting Solidification, 2E, D.M. STEFANESCU, Springer, 2009 |
|---|---|
| 2. • Solidification and Crystallization Processing in Metals and Alloys, H. FREDRIKSSON & U. AKERLIND, Wiley, 2012 | |
| 3. • Theory of Solidification, S.N. DAVIS, CUP, 2001 | |
| 4. • Modeling for Casting & Solidification Processing, Ed. K.O. YU, Marcel-Dekker, 2002 | |
| 5. • Principles of Solidification: An Introduction to Modern Casting and Crystal Growth Concepts, M.E. GLICKSMAN, Springer, 2011 | |
| Diğer Kaynaklar | 6. İlgili makaleler / Related papers |
Değerlendirme System
| Çalışmalar | Sayı | Katkı Payı |
|---|---|---|
| Devam/Katılım | - | - |
| Laboratuar | - | - |
| Uygulama | - | - |
| Alan Çalışması | - | - |
| Derse Özgü Staj | - | - |
| Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği | - | - |
| Ödevler | 5 | 15 |
| Sunum | - | - |
| Projeler | 1 | 30 |
| Rapor | - | - |
| Seminer | - | - |
| Ara Sınavlar/Ara Juri | 1 | 25 |
| Genel Sınav/Final Juri | 1 | 30 |
| Toplam | 8 | 100 |
| Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notu Katkısı | 70 |
|---|---|
| Yarıyıl Sonu Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı | 30 |
| Toplam | 100 |
Kurs Kategorisi
| Temel Meslek Dersleri | X |
|---|---|
| Uzmanlık/Alan Dersleri | |
| Destek Dersleri | |
| İletişim ve Yönetim Becerileri Dersleri | |
| Aktarılabilir Beceri Dersleri |
Dersin Öğrenim Çıktılarının Program Yeterlilikleri ile İlişkisi
| # | Program Yeterlilikleri / Çıktıları | Katkı Düzeyi | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 1 | Bireysel ve ekip üyesi olarak ileri düzey araştırma faaliyetlerini yürütme yeteneği | X | ||||
| 2 | Araştırma konularını irdeleme, değerlendirme ve bilimsel muhakeme ile yorumlama yeteneği | X | ||||
| 3 | Yeni yöntemler oluşturma ve bunları özgün araştırma alanları ve konularına uygulama becerisi | X | ||||
| 4 | Deneysel ve/veya analitik verileri sistematik şekilde elde etme, bunları bilimsel sonuçlara ulaşacak şekilde tartışma ve değerlendirme yeteneği | X | ||||
| 5 | Bilimsel felsefe yaklaşımını mühendislik sistemlerinin analiz, modelleme ve tasarımında uygulayabilme becerisi | X | ||||
| 6 | Çalışmış olduğu sahadaki bilgiyi uluslararası düzeyde özgün çalışmaları oluşturacak, sürdürecek, tamamlayacak ve sunacak şekilde sentezleme yeteneği | X | ||||
| 7 | Çalıştığı mühendislik alanında bilimsel ve teknolojik gelişmelere katkıda bulunma | X | ||||
| 8 | Toplumu araştırma faaliyetleri aracılığıyla geliştirmek için endüstriyel ve bilimsel ilerlemelere katkıda bulunma | X | ||||
ECTS/İş Yükü Tablosu
| Aktiviteler | Sayı | Süresi (Saat) | Toplam İş Yükü |
|---|---|---|---|
| Ders saati (Sınav haftası dahildir: 16 x toplam ders saati) | 16 | 3 | 48 |
| Laboratuar | |||
| Uygulama | |||
| Derse Özgü Staj | |||
| Alan Çalışması | |||
| Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi | 16 | 1 | 16 |
| Sunum/Seminer Hazırlama | |||
| Projeler | 1 | 32 | 32 |
| Raporlar | |||
| Ödevler | 5 | 3 | 15 |
| Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği | |||
| Ara Sınavlara/Ara Juriye Hazırlanma Süresi | 1 | 10 | 10 |
| Genel Sınava/Genel Juriye Hazırlanma Süresi | 1 | 15 | 15 |
| Toplam İş Yükü | 136 | ||