Universidad Pública de Navarra



Año Académico: 2019/2020 | Otros años:  2018/2019  |  2017/2018  |  2016/2017  |  2015/2016 
Máster Universitario en Ingeniería de Materiales y Fabricación por la Universidad Pública de Navarra
Código: 72138 Asignatura: Simulación por elementos finitos de procesos de fabricación
Créditos: 6 Tipo: Obligatoria Curso: 1 Periodo: 1º S
Departamento: Ingeniería
Profesorado:
LURI IRIGOYEN, RODRIGO (Resp)   [Tutorías ]

Partes de este texto:

 

Módulo/Materia

Modulo 4 SIMULACIÓN Y DISEÑO / Simulación por elementos finitos de procesos de fabricación

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Descripción/Contenidos

Introducción al MEF. Métodos de generación de malla. Introducción y determinación del comportamiento del material.

Fricción y contactos. Condiciones de contacto. Casos de Carga. Cálculo. Post procesado y análisis de resultados. Diseño de

Matrices. Diseño de los diferentes elementos empleados en el proceso (frenos, pisadores, fijaciones, etc.). Cálculo estático

de los elementos. Cálculos dinámicos de los elementos. Cálculo a fatiga de los componentes. Cálculo no lineal. Sistemas de

CAM. Cálculo de los procesos de inyección de plásticos. Dimensionamiento de los equipos de inyección.

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Descriptores

Cálculo mecánico por elementos finitos, Simulación de procesos

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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.

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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.

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Resultados aprendizaje

Resultado de Aprendizaje Contenido Actividad Formativa Instrumento de Evaluación
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
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
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
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
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
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
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

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Metodología

ACTIVIDAD FORMATIVA DESCRIPCIÓN HORAS PRESENCIALIDAD
A1 Clases expositivas/participativas 27 100%
A2 Prácticas 18 100%
A3 Actividades de aprendizaje cooperativo y realización de proyectos en grupo 60 0%
A4 Estudio y trabajo autónomo del estudiante 37.5 0%
A5 Tutorías y pruebas de evaluación 7.5 100%

 

Metodologías Docentes

Clases Magistrales, Clases Prácticas, Trabajo en Grupo, Trabajo Autónomo, Tutorías

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Idiomas

CASTELLANO

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Evaluación

Resultado de aprendizaje Sistema de evaluación Peso (%) Carácter recuperable
 RE-1 a RE-11  ME1 Elaboración de la Memoria del Trabajo  60  si
 RE-1 a RE-11  ME2 Presentación del Trabajo  25  si
 RE-1 a RE-11  ME3 Respuesta a las Cuestiones planteadas por el profesor tras la exposición del Trabajo  15  si

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Temario

Tema 1.  Introducción al MEF

-  Introducción a la resolución numérica con ordenador

-  Discretización de sistemas continuos

-  Método de las diferencias finitas

-  Método de los volúmenes finitos

-  Método de los elementos finitos

-  CAD/CAM/CAE

 

Tema 2.  Métodos de generación de malla

-  Métodos manuales de generación de malla (extrusión, proyección, revolución,¿)

-  Métodos automáticos de generación de malla (Advancing front meshing, Overlay meshing, Delauney Triangulation,MOM (Meshing-On-Mesh) Surface Mesher, Tetrahedral Hybrid Mesher, 3-D Surface Extraction and Meshing,¿)

-  Métodos semiautomáticos de generación de malla

 

Tema 3.  Introducción y determinación del comportamiento del material

-  Modelos lineales de material, rigidez, amortiguamiento

-  Modelos de plasticidad

-  Modelos de daño

-  Materiales isótropos, ortótropos, anisótropos, visco-elásticos, aleaciones con memoria de forma,¿

 

Tema 4.  Fricción y contactos

-  Modelos de rozamiento (modelo de rozamiento de Coulomb y de Tresca)

 

Tema 5.  Condiciones de contacto

-  Algoritmos de detección de contacto

-  Implementación de las condiciones del contacto

-  Modelos de separación

 

Tema 6.  Casos de Carga

-  Casos de carga lineales mecánicos

-  Casos de carga cuasi-estáticos mecánicos

-  Casos de Dinámicos mecánicos (análisis modal, armónicos, transitorios dinámicos, espectro de respuesta)

-  Pandeo

-  Casos de carga térmicos

-  Casos acoplados

 

Tema 7.  Cálculo

-  Algoritmos de resolución de sistemas directos e iterativos

-  Algoritmos de resolución de sistemas no-lineales

 

Tema 8.  Post procesado y análisis de resultados

 

Tema 9.  Diseño de componentes en los procesos de fabricación

-  Cálculo estático de los elementos

-  Calculo de procesos de deformación plástica

-  Diseño de matrices

-  Diseño de los diferentes elementos empleados en el proceso (frenos, pisadores, fijaciones, etc.)

-  Calculo de juntas y elementos elastoméricos

-  Cálculos dinámicos de los elementos

-  Cálculo a fatiga de los componentes

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.


Bibliografía Básica:

  1. Manuales de Marc-Mentat TM disponible en los ordenadores en los que está instalado el programa.
  2. Manuales de Simufact TM disponible en los ordenadores en los que está instalado el programa.
  3. Apuntes de clase proporcionados por el Profesor a través de MiAulario
  4. www.sciencedirect.com (Buscador en revistas indexadas accesible desde ordenadores de la UPNA)
  5. The Finite element method : its basis and fundamentals / O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor, J.Z. Zhu. (2005)
    Zienkiewicz, O. C.
    Editorial: Amsterdam [etc.] : Elsevier Butterworth-Heineman, 2005.
Biblioteca Localización Signatura
UPNA Piso 2º Ñ 923-13-1

 

Bibliografía Avanzada:

The Finite element method for solid and structural mechanics / O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor. (2005)
Zienkiewicz, O. C.
Editorial: Amsterdam [etc.] : Elsevier Butterworth-Heineman, 2005.

Biblioteca Localización Signatura
UPNA Piso 2º Ñ 926-91-1

 

Nonlinear finite element methods / Peter Wriggers. (2008)
Wriggers, P. (Peter)
Editorial: Berlin ; Heidelberg : Springer-Verlag, [2008]

Biblioteca Localización Signatura
UPNA Piso 2º Ñ 926-58-1; Ñ 926-58-2

 

Modeling of metal forming and machining processes : by finite element and soft computing methods / Prakash M. Dixit, Uday S. Dixit. (2008)
Dixit, Prakash Mahadeo
Editorial: London : Springer, [2008]

Biblioteca Localización Signatura
UPNA Piso 2º Ñ 991-30-1

 

Finite element methods for engineering sciences : theoretical approach and problem solving techniques / J. Chaskalovic. (2008)
Chaskalovic, J.
Editorial: Berlin ; Heidelberg : Springer, [2008]

Biblioteca Localización Signatura
UPNA Piso 2º Ñ 672-94-1

 

Metal forming and the finite-element method / Shiro Kobayashi, Soo-Ik Oh, Taylan Altan. (1989)
Kobayashi, Shiro
Editorial: New York ; Oxford : Oxford University Press, 1989.

Biblioteca Localización Signatura
UPNA Piso 2º Ñ 991-28-1; Ñ 991-28-2

 

Advanced finite element method in structural engineering / Yu-Qiu Long, Song Cen, Zhi-Fei Long. ()
Long, Yu-Qiu (1926-)
Editorial: Beijing : Tsinghua University Press ; Berlin ; Heidelberg [Alemania] : Springer, [2009]

Biblioteca Localización Signatura
UPNA Piso 2º Ñ 672-61-1

 

The Finite element method in engineering / Singiresu S. Rao. (2005)
Rao, S. S. (Singiresu S.)
Editorial: Amsterdam [etc.] : Elsevier Butterworth-Heineman, [2005]

Biblioteca Localización Signatura
UPNA Piso 2º y En línea Ñ 672-47-1-2005; en ScienceDirect

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Lugar de impartición

Edificio del Aulario (Campus de Pamplona) y diversos Laboratorios del Dpto. de Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales

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