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Universidad Pública de Navarra
| Código: 71274 | Asignatura: Diseño, verificación y ensayo de máquina-herramienta | ||||
| Créditos: 3 | Tipo: Optativa | Curso: 1 | Periodo: 2º S | ||
| Departamento: Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales | |||||
| Profesorado: | |||||
| UGALDE BARBERIA, MIGUEL JOSE (Resp) [Tutorías ] | ESTREMERA CARRERA, VANESA [Tutorías ] | ||||
Módulo/Materia
Modulo 4 SIMULACIÓN Y DISEÑO / Simulación por elementos finitos de procesos de fabricación
Descripción/Contenidos
Introducción al diseño de máquinas: diseño en ingeniería, métodos teóricos y experimentales.
Diseño de maquinas frente a cargas estáticas: análisis de tensiones y deformaciones, teorías de fallo
estático y fractura estática. Fatiga: introducción al fenómeno de la fatiga y diseño de máquinas frente
al fenómeno de la fatiga. Dinámica: sistemas de 1, 2 y n grados de libertad, frecuencias naturales,
resonancias y anti-resonacias, efectos de la amplificación dinámica y amortiguamiento. Cálculo
de elementos de máquinas: cálculo de engranajes, cálculo de ejes, cálculo de resortes, cálculo de
rodamientos y cojinetes, cálculo de correas y poleas. Método de los elementos finitos en el cálculo de
elementos de máquinas: cálculos estáticos, dinámicos y no lineales. Técnicas experimentales de ensayo
de máquinas: análisis experimental de tensiones y deformaciones (extensometría), análisis experimental
de vibraciones (acelerómetros), análisis de fuerzas mediante células de carga y ensayos típicos. Técnicas
de verificación: metrología de la máquina-herramienta, ensayos ballbar, e interferometría láser.
Normativa de la máquina-herramienta.
Descriptores
Cálculo de elementos de Maquina-Herramienta, Verificación de Maquina-Herramienta, Ensayos de Maquinas
Competencias genéricas
CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
CB8 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios
CB9 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones ¿y los conocimientos y razones últimas que las sustentan¿ a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
CG1 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios, habitualmente multidisciplinares, relacionados con la caracterización, comprensión, diagnóstico, elección de materiales y diseño y gestión de los procesos de fabricación y tratamiento correspondientes.
CG2 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades económicas, medioambientales, sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
CG3 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones (y los conocimientos y razones últimas que las sustentan) tanto oralmente como por escrito, a públicos especializados y no especializados en materiales y procesos de fabricación, de un modo claro y sin ambigüedades, adaptándose siempre a las prácticas y formas de expresión de cada entorno concreto.
CG4 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando, una vez finalizado el máster, de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
CG5 - Que los estudiantes sean capaces de identificar y relacionarse con los foros nacionales e internacionales, centros de investigación, científicos y profesionales, de las áreas de materiales y de procesos de fabricación, especialmente con aquellos grupos que detentan el liderazgo de sus especialidades a nivel nacional e internacional.
CG6 - Que los estudiantes adquieran la formación y destrezas propias de un investigador científico, particularmente su espíritu crítico, su capacidad de identificación, análisis y contraste de las fuentes solventes de información, el método y el rigor a la hora de plantear propuestas, proponer modelos, realizar experimentos y analizar resultados, así como la precisión y la moderación a la hora de emitir juicios.
Competencias específicas
CE2 - Que los estudiantes sean capaces de conocer los fundamentos tecnológicos y científicos relacionados con la Ingeniería de Fabricación.
CE3 - Que los estudiantes conozcan y sepan aplicar modelos teóricos y herramientas físicas y matemáticas (incluyendo simulaciones numéricas) al diagnóstico y resolución de problemas, tanto de materiales como de procesos de fabricación.
CE5 - Que los estudiantes conozcan y sepan aplicar técnicas experimentales y diseños de experimentos válidos y adecuados para el estudio, diseño, análisis, optimización de procesos de fabricación.
CE6 - Que los estudiantes interioricen la naturaleza multidisciplinar de la Ingeniería de Fabricación y de la Ciencia de Materiales, siendo conscientes de los distintos conocimientos y tecnologías necesarios para trabajar con éxito en dichos campos.
CE7 - Que los estudiantes no pierdan de vista los aspectos relacionados con gestión, calidad y logística de las decisiones que puedan tomar como resultado de sus análisis de un problema.
CE8 - Que los estudiantes entiendan y sepan evaluar el impacto de sus diagnósticos y decisiones en los contextos económico, ambiental y social.
Resultados aprendizaje
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Resultado de Aprendizaje |
Contenido |
Actividad Formativa |
Instrumento de Evaluación |
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RE-1 |
Aplicar los conocimientos adquiridos acerca de Simulación y Diseño con el objeto de resolver problemas relacionados con la caracterización, comprensión, diagnóstico, elección de materiales y diseño y gestión de los procesos de fabricación y tratamiento correspondientes en entornos nuevos o poco conocidos, habitualmente multidisciplinares. |
A1, A2, A3, A4, A5 |
ME1, ME2, ME3 |
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RE-2 |
Integrar los conocimientos adquiridos en las asignaturas de la Materia de Simulación y Diseño para formular juicios a partir de una información que incluya reflexiones técnicas, económicas, medioambientales, sociales y éticas. |
A1, A2, A3, A4, A5 |
ME1, ME2, ME3 |
|
RE-3 |
Comunicar sus conclusiones tanto oralmente como por escrito, a públicos especializados y no especializados en la Materia de Simulación y Diseño, de un modo claro y sin ambigüedades, adaptándose siempre a las prácticas y formas de expresión de cada entorno concreto. |
A1, A2, A3, A4, A5 |
ME1, ME2, ME3 |
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RE-4 |
Poseer las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar adquiriendo conocimientos sobre Simulación y Diseño, una vez finalizado el Máster, de un modo autodirigido o autónomo. |
A1, A2, A3, A4, A5 |
ME1, ME2, ME3 |
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RE-5 |
Identificar y relacionarse con los foros nacionales e internacionales, centros de investigación, científicos y profesionales, relacionados con el campo de la Simulación y el Diseño. |
A1, A2, A3, A4, A5 |
ME1, ME2, ME3 |
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RE-6 |
Adquirir la formación y destrezas propias de un investigador científico en el campo de la Simulación y el Diseño, como son: espíritu crítico, capacidad de identificación, análisis y contraste de las fuentes solventes de información, método y rigor a la hora de plantear propuestas, proponer modelos, realizar experimentos y analizar resultados, así como la precisión y la moderación a la hora de emitir juicios, entre otros. |
A1, A2, A3, A4, A5 |
ME1, ME2, ME3 |
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RE-7 |
Conocer los fundamentos tecnológicos y científicos relacionados con la Simulación y el Diseño, aplicar modelos teóricos y herramientas físicas y matemáticas (incluyendo simulaciones numéricas) al diagnóstico y resolución de problemas. |
A1, A2, A3, A4, A5 |
ME1, ME2, ME3 |
|
RE-8 |
Conocer y aplicar técnicas experimentales y diseños de experimentos válidos y adecuados para el estudio, diseño, análisis y optimización dentro del campo de la Simulación y el Diseño. |
A1, A2, A3, A4, A5 |
ME1, ME2, ME3 |
|
RE-9 |
Aprender sobre la naturaleza multidisciplinar del campo de la Simulación y el Diseño, siendo conscientes de los distintos conocimientos y tecnologías necesarios para trabajar con éxito en dicho campo. |
A1, A2, A3, A4, A5 |
ME1, ME2, ME3 |
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RE-10 |
Tener en cuenta aspectos relacionados con gestión, calidad y logística de las decisiones que puedan tomar como resultado de sus análisis de un problema relacionado con la materia de la Simulación y el Diseño. |
A1, A2, A3, A4, A5 |
ME1, ME2, ME3 |
|
RE-11 |
Entender y evaluar el impacto de sus diagnósticos y decisiones en los contextos económico, ambiental y social de la Simulación y el Diseño. |
A1, A2, A3, A4, A5 |
ME1, ME2, ME3 |
Metodología
|
ACTIVIDAD FORMATIVA |
DESCRIPCIÓN |
HORAS |
PRESENCIALIDAD |
|
A1 |
Clases expositivas/participativas |
13.5 |
100% |
|
A2 |
Prácticas |
9 |
100% |
|
A3 |
Actividades de aprendizaje cooperativo y realización de proyectos en grupo |
30 |
0% |
|
A4 |
Estudio y trabajo autónomo del estudiante |
18.8 |
0% |
|
A5 |
Tutorías y pruebas de evaluación |
3.8 |
100% |
Metodologías Docentes
Clases Magistrales, Clases Prácticas, Trabajo en Grupo, Trabajo Autónomo, Tutorías
Evaluación
|
Instrumento de Evaluación |
Descripción |
Peso (%) |
|
ME1 |
Elaboración de la Memoria del Trabajo |
60 |
|
ME2 |
Presentación oral del Trabajo |
25 |
|
ME3 |
Respuesta a las Cuestiones planteadas por el profesor tras la exposición del Trabajo |
15 |
Temario
Tema 1. Introducción al diseño de máquinas
- Diseño en ingeniería
- Métodos teóricos y experimentales
Tema 2. Diseño de maquinas frente a cargas estáticas
- Análisis de tensiones y deformaciones
- Teorías de fallo estático
- Fractura estática.
Tema 3. Fatiga
- Introducción al fenómeno de la fatiga
- Diseño de máquinas frente al fenómeno de la fatiga.
Tema 4. Dinámica
- Sistemas de 1 grado de libertad
- Frecuencias naturales, efectos de la amplificación dinámica y amortiguamiento.
- Sistemas de 2 y n grados de libertad
- Resonancias y anti-resonacias.
Tema 5. Cálculo de elementos de máquinas
- Cálculo de engranajes
- Cálculo de ejes
- Cálculo de resortes
- Cálculo de rodamientos y cojinetes
- Cálculo de correas y poleas.
Tema 6. Método de los elementos finitos en el cálculo de elementos de máquinas
- Cálculos estáticos
- Cálculos dinámicos
- Cálculos no lineales
Tema 7. Técnicas experimentales de ensayo de máquinas
- Análisis experimental de tensiones y deformaciones (extensometría)
- Análisis experimental de vibraciones (acelerómetros)
- Análisis de fuerzas mediante células de carga
- Ensayos típicos de Maquina-Herramienta
Tema 8. Técnicas de verificación
- Metrología de la máquina-herramienta
- Ensayo ballbar
- Ensayo de Interferometría láser.
Tema 9. Normativa de la maquina-herramienta
Bibliografía
Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.
- Shigley's mechanical engineering design / Richard G. Budynas, J. Keith Nisbett. (2011)
Budynas, Richard G.
Editorial: New York : McGraw-Hill, [2011] - Standard handbook of machine design / Joseph E. Shingley, Charles R. Mischke, Thomas H. Brown, Jr. (2004)
Shigley, Joseph Edward
Editorial: New York ; Madrid [etc.] : McGraw-Hill, [2004] - Diseño de maquinaria : síntesis y análisis de máquinas y mecanismos / Robert L. Norton. (2009)
Norton, Robert L.
Editorial: México ; Madrid [etc.] : McGraw-Hill, [2009] - Análisis de fatiga en máquinas / Rafael Avilés. (2005)
Avilés, Rafael
Editorial: Madrid : Paraninfo, [2005] - Alrededor de las máquinas-herramienta / Heinrich Gerling ; versión española [de la 4 ed. alemana] por Carlos Sáenz de Magarola. (1990)
Gerling, Heinrich
Editorial: Barcelona [etc.] : Reverté, [1990] - Teoría de estructuras : estructuras de barras y solidos tridimensionales / Jesús Zurita Gabasa. (1998)
Zurita Gabasa, Jesús
Editorial: Pamplona : Universidad Pública de Navarra, [1998] - Fabricación con máquinas-herramienta con control numérico
Miguel Angel Sebastián, Carmelo Luis Pérez ; realización, José Antonio Tarazaga. (2007)
Editorial: [Madrid] : Universidad Nacional de Educación a Distancia, CEMAV,[2006] - Manufacturing automation : metal cutting mechanics, machine tool vibrations, and CNC design / Yusuf Altintas. (2000)
Altintas, Yusuf (1954-)
Editorial: Cambridge : Cambridge University Press, 2000.
Lugar de impartición
Edificio del Aulario (Campus de Pamplona) y diversos Laboratorios del Dpto. de Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales