Ingeniería asistida por ordenador
GUÍA DOCENTE Curso 2016-17
Titulación: | Grado en Ingeniería Mecánica | 803G |
Asignatura: | Ingeniería asistida por ordenador | 611 |
Materia: | Construcción sostenible / Tecnologías de Fabricación y Máquinas |
Módulo: | Formación optativa |
Modalidad de enseñanza de la titulación: | Presencial |
Carácter: | Optativa | Curso: | 4 | Duración: | 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: | Gómez Cristobal, José Antonio | Responsable de la asignatura |
Teléfono: | 941299529 | Correo electrónico: | jose-antonio.gomez@unirioja.es |
Despacho: | 220 | Edificio: | EDIFICIO DEPARTAMENTAL | Tutorías: | Consultar |
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.
Requisitos previos de conocimientos y competencias para poder cursar con éxito la asignatura
Recomendados para poder superar la asignatura.
Conocimientos de Fundamentos de Ingeniería Mecánica y de Tecnología Específica Mecánica
Asignaturas que proporcionan los conocimientos y competencias:
- 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
Los perfiles de egreso estructurados en los itinerarios Construcción sostenible y Tecnología de fabricación y máquinas precisan de los resultados de aprendizaje que se desarrollan en la asignatura Ingeniería Asistida por Ordenador. En concreto, se pide al alumno que conozca y aplique los fundamentos de Ingeniería Asistida por Ordenador en problemas de sólidos deformables, transmisión de calor, dinámica de fluidos, dinámica explícita y análisis modal.
Igualmente, los perfiles de egreso estructurados en los itinerarios Construcción sostenible y Tecnología de fabricación y máquinas precisan de la competencia específica F3: Conocimientos aplicados de Ingeniería Asistida por Ordenador en problemas de sólidos deformables, transmisión de calor, dinámica de fluidos, dinámica explícita y análisis modal
Dichos resultados de aprendizaje y competencia serán de inestimable utilidad para los alumnos matriculados en los citados perfiles, al permitirles la aplicación de los más modernos métodos y programas de cálculo al diseño y cálculo de estructuras y elementos de máquinas, y la resolución de los problemas inherentes a ellos.
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.
- G9. Habilidades de gestión de la información (habilidad para buscar y analizar información procedente de fuentes diversas).
- G13. Resolución de problemas.
- G14. Toma de decisiones
- G17. Capacidad para comunicarse con personas no expertas en la materia
- G22. Interés por la calidad
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
- Lección 1. Introducción al Método de los Elementos Finitos
Tema 2: Discretización
- Lección 2. Método primitivo
- Lección 3. Método de las funciones de forma
- Lección 4. Formulación isoparamétrica
- Lección 5. Funciones de forma de elementos lagrangianos y serendípitos
Tema 3: Formulación Variacional del Método de los Elementos Finitos
- Lección 6. Elementos de elasticidad y conceptos energéticos
- Lección 7. Formulación variacional de la ecuación de estado
- Lección 8. Matrices de rigidez elementales
- Lección 9. Ensamblaje de elementos
- Lección 10. Respuesta de la estructura
Tema 4: Convergencia y Error
- Lección 11. Condiciones de las funciones de desplazamientos y criterios de convergencia
- Lección 12. Errores, procesos de recuperación y estimadores de error
Prácticas de informática:
- Simulaciones con software Ansys
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 |
Complementaria | Lee, H.H. Finite element simulations with ANSYS Workbench 14. Schroff Development Corporation, 2012 Absys Biba |
Complementaria | Lawrence, K.L. Ansys Tutorial Release 14. Schroff Development Corporation, 2012 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 |
Recursos Ansys NCKU |
Curso FEM del MIT |
Aula en Campus Virtual |
Metodología
Modalidades organizativas
Clases teóricas
Seminarios y talleres
Clases prácticas
Tutorías
Estudio y trabajo autónomo individual
Métodos de enseñanza
Método expositivo - Lección magistral
Estudio de casos
Resolución de ejercicios y problemas
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 | No Recup. |
Informes y memorias de prácticas | | 15% |
Pruebas orales | | 5% |
Pruebas escritas | 60% | |
Técnicas de observación | | 10% |
Trabajos y proyectos | | 10% |
Total | 100% |
Comentarios
La información detallada del desarrollo de las actividades de la asignatura se refleja en el cronograma de la misma (disponible en el campus virtual, en https://unirioja.blackboard.com).
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, para superar la asignatura.
Se requerirá una nota mínima de 4 puntos sobre 10 en la prueba escrita para superar la asignatura. En caso de no alcanzarse, la calificación de la asignatura será la de la prueba escrita.
Se requerirá una asistencia mínima del 90 % en las actividades presenciales para computar los sistemas de evaluación no recuperables.
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