Ingeniería asistida por ordenador
GUÍA DOCENTE Curso 2013-14
Titulación: | Grado en Ingeniería Mecánica | 803G |
Asignatura: | Ingeniería asistida por ordenador | 611 |
Materia: | - |
Módulo: | Formación optativa |
Carácter: | Optativa | Curso: | 4 | Semestre: | Semestral |
Créditos ECTS: | 4,50 | Horas presenciales: | 45,00 | Horas estimadas de trabajo autónomo: | 67,50 |
Idiomas en que se imparte la asignatura: | Español |
Idiomas del material de lectura o audiovisual: | Inglés, Español |
Departamentos responsables de la docencia
INGENIERÍA MECÁNICA | R110 |
Dirección: | C/ Luis de Ulloa, s/n | Código postal: | 26004 |
Localidad: | Logroño | Provincia: | La Rioja |
Teléfono: | 941299526 | Fax: | 941299478 | Correo electrónico: | |
Profesorado previsto
Profesor responsable de la asignatura: | Gómez Cristobal, José Antonio |
Teléfono: | 941299529 | Correo electrónico: | jose-antonio.gomez@unirioja.es |
Despacho: | 220 | Edificio: | Edificio Departamental |
Horario de tutorías: | L 9-11, L 12-14, M 16-18 |
Descripción de los contenidos
- Fundamento teórico y aplicaciones del MEF.
- Discretización del dominio. Funciones de forma. Elementos finitos lagrangianos y serendípitos. P-Method y H-Method.
- Formulación variacional del MEF: Hipótesis fundamentales. Formulación de la ecuación de estado. Planteamiento de las ecuaciones de compatibilidad de deformaciones, ecuaciones de comportamiento del material y ecuaciones de equilibrio. Matriz completa de rigidez de la estructura. Condiciones de contorno. Condiciones de carga. Cálculo de parámetros nodales desconocidos. Respuesta de los elementos.
- Condiciones de las funciones de desplazamientos y criterios de convergencia.
- Errores, procesos de recuperación y estimadores de error.
Conocimientos de Fundamentos de Ingeniería Mecánica y de Tecnología Específica Mecánica
Relación de asignaturas que proporcionan los conocimientos y competencias requeridos
Ingeniería térmica y fluidomecánica
Teoría de mecanismos
Resistencia de materiales
Cálculo, diseño y ensayo de máquinas
Elasticidad y resistencia de materiales
Teoría de estructuras
Contexto
Competencias
Competencias generales
- G1. Capacidad de análisis y síntesis.
- G2. Capacidad de aplicar los conocimientos a la práctica.
- G3. Planificación y gestión del tiempo.
- G4. Comunicación oral y escrita de la propia lengua.
- G6. Habilidades informáticas básicas.
- G7. Habilidades de búsqueda.
- G8. Capacidad de aprendizaje.
- G9. Habilidades de gestión de la información (habilidad para buscar y analizar información procedente de fuentes diversas).
- G12. Capacidad para generar nuevas ideas.
- G13. Resolución de problemas.
- G15. Trabajo en equipo.
- G19. Habilidad para trabajar de forma autónoma.
Competencias específicas
- F3. Conocimientos aplicados de Ingeniería Asistida por Ordenador en problemas de sólidos deformables, transmisión de calor, dinámica de fluidos, dinámica explícita y análisis modal.
Resultados del aprendizaje
El alumno:
- Conocerá las posibilidades de las técnicas de cálculo y simulación numérica en el ámbito de la ingeniería mecánica.
- Enumerará las formulaciones más utilizadas en el Método de los Elementos Finitos (MEF).
- Conocerá el fundamento teórico y la formulación variacional del MEF.
- Sabrá programar la resolución de problemas de tensión-deformación mediante la formulación variacional del MEF en hoja de cálculo o similar.
- Conocerá la formulación de los principales tipos de elementos finitos usados en problemas de tensión-deformación: barras, vigas, elementos bidimensionales, cáscaras y elementos tridimensionales.
- Conocerá la formulación de las principales simplificaciones de las ecuaciones de comportamiento de los elementos finitos bidimensionales en problemas de tensión-deformación: tensión plana, deformación plana y simetría axial.
- Sabrá plantear y resolver a través de software basado en el MEF distintos problemas en el ámbito de la ingeniería mecánica: tensión-deformación en sólidos elásticos y elastoplásticos, transferencia de calor por conducción y convección, dinámica de fluidos, análisis modal, respuesta forzada, dinámica explícita, multifísica, contactos, impactos, mecanismos, etc.
- Interpretará correctamente los resultados obtenidos en un análisis de elementos finitos: listados, gráficas, mapas de isocontornos, etc.
Temario
Tema 1: Introducción al Método de los Elementos Finitos
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Lección 1. Introducción al Método de los Elementos Finitos
Tema 2: Discretización
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Lección 2. Método primitivo
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Lección 3. Método de las funciones de forma
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Lección 4. Formulación isoparamétrica
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Lección 5. Funciones de forma de elementos lagrangianos y serendípitos
Tema 3: Formulación Variacional del Método de los Elementos Finitos
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Lección 6. Elementos de elasticidad y conceptos energéticos
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Lección 7. Formulación variacional de la ecuación de estado
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Lección 8. Matrices de rigidez elementales
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Lección 9. Ensamblaje de elementos
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Lección 10. Respuesta de la estructura
Tema 4: Convergencia y Error
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Lección 11. Condiciones de las funciones de desplazamientos y criterios de convergencia
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Lección 12. Estimación del error
Temario de prácticas de informática con software MEF:
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Cálculo de tensiones y deformaciones en problemas con elementos unidimensionales, bidimensionales (tensión plana, deformación plana y simetría axial) y tridimensionales
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Determinación de diagramas de esfuerzos en problemas con elementos unidimensionales
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Cálculo de tensiones y deformaciones en problemas con elementos shell
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Cálculo de temperaturas y flujos térmicos en problemas de transmisión de calor con conducción y convección
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Cálculo de frecuencias naturales y modos de vibración en problemas de análisis modal
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Cálculo de velocidades y presiones en problemas de dinámica de fluidos
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Resolución de problemas de multifísica
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Resolución de problemas de optimización paramétrica
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Resolución de problemas de dinámica explícita
-
Cálculo de tensiones y presiones de contacto en problemas de contactos
Bibliografía
Tipo: | Título |
Básica | Vázquez, M., López, E. El método de los elementos finitos aplicado al análisis estructural. Madrid : Noela, 2001 Absys Biba |
Básica | Perera, R. Introducción al método de elementos finitos. Madrid : Sección de Publicaciones de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales, Universidad Politécnica de Madrid, 2004 Absys Biba |
Básica | Avilés, R. Métodos de análisis para diseño mecánico. Volumen II: Elementos Fintos en estática. Bilbao : Publicaciones, Escuela Superior de Ingenieros, 2003. Absys Biba |
Complementaria | Rubio, C., Romero, V. Método del elemento finito: fundamentos y aplicaciones con Ansys. Mexico, D.F.: Limusa: 2011 Absys Biba |
Complementaria | Ariza, P. Método de los elementos finitos : introducción a Ansys. Sevilla: Universidad de Sevilla, 1999. Absys Biba |
Complementaria | Zienkiewicz, O.C., Taylor, R.L. El método de los elementos finitos.Barcelona: CIMNE, 2004. Absys Biba |
Complementaria | Choudary, R.B. Introduction to Ansys 10.0. New Delhi : I K International Publishing House, 2011 Absys Biba |
Complementaria | Alawadhi, E.M. Finite element simulations using Ansys. Boca Raton (Florida) : CRC Press Taylor & Francis Group, 2010 Absys Biba |
Complementaria | Moaveni, S. Finite element analysis: theory and application with Ansys. Upper Saddle River (New Jersey): Pearson Prentice Hall, 2008 Absys Biba |
Complementaria | Madenci, E., Guven, I. The finite element method and applications in engineering using Ansys. New York: Springer, 2007 Absys Biba |
Complementaria | Nakasone, Y., Yoshimoto, S. Engineering analysis with Ansys software. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2006 Absys Biba |
Recursos en Internet |
Página web de Ansys Iberia |
Tutoriales de Ansys de la Carnegie Mellon |
Tutoriales de Ansys de la Cornell University |
Tutoriales de Ansys de la Universidad de Alberta |
Metodología
Modalidades organizativas
Clases teóricas
Clases prácticas
Tutorías
Estudio y trabajo en grupo
Estudio y trabajo autónomo individual
Métodos de enseñanza
Método expositivo - Lección magistral
Estudio de casos
Organización
Actividades presenciales | Tamaño de grupo | Horas |
- Clases presenciales | Grande | 15,00 |
- Clases prácticas de aula informática | Informática | 30,00 |
Total de horas presenciales | 45,00 |
Trabajo autónomo del estudiante | Horas |
- Estudio autónomo individual o en grupo
| 35,00 |
- Resolución individual de ejercicios, cuestiones u otros trabajos, actividades en biblioteca o similar
| 15,00 |
- Discusión y análisis de resultados de las prácticas y elaboración de informes de prácticas
| 14,00 |
- Preparación en grupo de trabajos, presentaciones (orales, debates, ...), actividades en biblioteca o similar
| 3,50 |
Total de horas de trabajo autónomo | 67,50 |
Evaluación
Sistemas de evaluación | % | ¿Recuperable? |
- Asistencia y participación en actividades presenciales (evaluación continua): | 10 | No |
- Examen y pruebas escritas | 60 | Sí |
- Exposición de trabajos | 10 | No |
- Memoria de Trabajos y/o informes de prácticas | 20 | No |
Total | 100% | |
Comentarios
Para los estudiantes a tiempo parcial, reconocidos como tales por la UR, los apartados de evaluación no recuperables podrán ser sustituidos por otros, a especificar en cada caso.
Criterios críticos para superar la asignatura
Se requerirá una nota mínima del 50 %, ponderada como se indica en el apartado Sistemas de evaluación.
Se requerirá una nota mínima del 40 % en el examen.
Se requerirá una asistencia mínima del 90 % en las actividades presenciales para computar los sistemas de evaluación no recuperables.