Universidad Pública de Navarra



Año Académico: 2017/2018
Máster Universitario en Ingeniería Mecánica Aplicada y Computacional
Código: 720105 Asignatura: Elementos Finitos
Créditos: 6 Tipo: Obligatoria Curso: 1 Periodo: 1º S
Departamento: Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales
Profesores
ALVAREZ ARREITUNANDIA, ADEI (Resp)

Partes de este texto:

 

Módulo/Materia

MODULO: Fundamental

MATERIA: Elementos Finitos y Mecánica de Fluidos Computacional

 

El Máster Universitario en Ingeniería Mecánica Aplicada y Computacional (MUIMAC) de la Universidad Pública de Navarra se estructura en un Programa Formativo de 90 ECTS distribuidos a lo largo de 3 semestres.

Carácter obligatorio. Se imparte en el primer semestre del plan de estudios.

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Descriptores

La asignatura permite al estudiante continuar de forma avanzada en el campo de los elementos finitos y, con mayor profundidad, en el de las técnicas de carácter práctico del análisis por elementos finitos, con la utilización de software propio de la materia para iniciarse de forma práctica en el cálculo estructural, basándose en los conocimientos adquiridos en la primera parte de la asignatura.


Palabras clave: Método de Elementos Finitos. Preprocesado, procesado y postprocesado. Cálculo lineal y no lineal. Análisis modal. Análisis de Pandeo. Márgenes de Seguridad.

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Competencias genéricas

CG02 - 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.

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.

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Competencias específicas

CE01 - Que los estudiantes conozcan y sepan aplicar modelos teóricos y herramientas físicas y matemáticas avanzadas (incluyendo simulaciones numéricas) para la resolución de problemas de alto nivel en el campo de la mecánica.

CE02 - Que los estudiantes adquieran conocimientos profundos que les permitan desarrollar criterios para optimizar el diseño de componentes y sistemas mecánicos mediante la innovación de los mismos.

CE03 - Que los estudiantes sean capaces de utilizar las herramientas más avanzadas de cómputo y simulación que resulten más adecuadas para la resolución de problemas en el campo del diseño y optimización mecánica. Especialmente en problemas no lineales o problemas con acoplamiento entre diferentes fenómenos físicos.

CE04 - Que los estudiantes sean capaces de dominar la terminología avanzada en los campos de las vibraciones mecánicas, la fatiga, los elementos finitos, la mecánica multicuerpo y, en general, en los fenómenos físicos complejos de los sistemas mecánicos.

CE05 - Que los estudiantes sean capaces de generar información y documentación de alto nivel que explique la resolución de problemas complejos en los campos de las vibraciones mecánicas, la fatiga, la mecánica de fluidos y, en general, del diseño mecánico avanzado.

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Resultados aprendizaje

R1 - Conocer y comprender los fundamentos matemáticos del método de los elementos finitos.
R2 - Conocer y comprender cómo es la programación e implementación del método de los elementos finitos, sus módulos y estructuras de datos típicas.
R3 - Ser capaz de aplicar el método de los elementos finitos a problemas de estática y dinámica tanto lineal como no lineal: plasticidad, grandes deformaciones, grandes desplazamientos y contacto.

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Metodología

 

Actividad formativa Horas Presenciales Horas NO Presenciales Presencialidad
A1 - Clases teóricas   16 0 100 %
A2 - Clases prácticas Practicas laboratorio (20) Debates, puestas en común, tutoría grupos (8) 40 0 100 %
A3 - Tutorías   2 0 100 %
A4 - Estudio y trabajo autónomo Elaboración de trabajo (30) Lecturas de material(15) Estudio individual(45) 0 90 0 %
A5 - Evaluación   2 0 100 %
Total   60 90  

 

 

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Relación actividades formativas-competencias

Competencia Actividad formativa
CG02 A1, A2, A4, A3
CB7 A2, A4, A5
CB8 A2, A4, A5
CB9 A2, A4
CB10 A1, A2, A4, A3
CE01 A1, A4, A5
CE02 A4, A5, A3
CE03 A2, A4, A5
CE04 A1, A2, A4, A3
CE05 A1,A4

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Idiomas

El idioma de impartición es el castellano. Si bien se dispone de una colección de apuntes y de presentaciones en dicho idioma elaborados para la asignatura y a disposición de los estudiantes en el sitio del aulario virtual (Mi Aulario) dedicado a la asignatura, la bibliografía de referencia está editada esencialmente en inglés. Así mismo, la mayor parte de los artículos utilizados para los trabajos de carácter personal que habrán de desarrollar los estudiantes matriculados en la asignatura se encuentran editados en inglés.

 

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Evaluación



Resultado de aprendizaje Actividad de evaluación Sistema de evaluación Peso (%) Recuperable
 R2, R3
Resolución de problemas propuestos por los profesores Resolución de Problemas 25 NO
 R1
Prueba escrita Prueba escrita 10 SI
 R3 Trabajos de aplicación Trabajo escrito 65 SI

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Contenidos

Introducción al MEF.
Aproximación variacional. Tipos de elementos finitos.
Implementación del MEF. Módulos y estructuras de datos típicos.
Mallados. Diversas condiciones de contorno.
Aplicación del MEF a problemas evolutivos. Análisis dinámico.
Análisis estructural de componentes.
Introducción al análisis no lineal. No linealidades geométricas y de material.
Problemas de contacto

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Temario

Tema 1: Introducción práctica de elementos finitos.
Tema 2: Fundamentos Matemáticos. Función de Interpolación. Implementación del MEF.
Tema 3: Matriz de Rigidez.
Tema 4: Condiciones de Contorno, Cargas Aplicadas y Ligaduras. Mallado.
Tema 5: Análisis Estructural de Componentes Unidimensionales.
Tema 6: Análisis Estructural de Componentes Bidimensionales.
Tema 7: Análisis Estructural de Componentes Tridimensionales.
Tema 8: Análisis dinámico. Modos propios y Frecuencias.
Tema 9: Introducción al análisis no lineal.
Tema 10: No linealidades debidas al material. Plasticidad.
Tema 11: No linealidades geométricas.

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que su profesor ha solicitado a la Biblioteca.


Bibliografía básica

  • Klaus-Jürgen Bathe. «Finite Element Procedures». Prentice Hall.

  • Santiago Muelas Medrano. «Curso Básico de Programación del MEF». E.T.S.I.C.C.P. UPM.

  • Carlos A. Felippa. «Introduction to Finite Element Methods». University of Colorado.

  • Carlos A. Felippa. «Nonlinear Finite Element Methods». University of Colorado.

  • Carlos A. Felippa. «Advanced Finite Element Methods». University of Colorado.

  • Thomas J. R. Hughes. «The Finite Element Method». Dover Publications.

Bibliografía complementaria (puede haber ediciones actualizadas)

  • Erwin Stein. «Encyclopedia of Computational Mechanics». Wiley.

Material Adicional

  • https://caeai.com/

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Lugar de impartición

El lugar de impartición es el Aulario de la Universidad en el campus de Arrosadia, en Iruña. Las clases prácticas se impartirán en el Aula de Informática de la Planta Baja del Edificio de los Pinos.

 

http://www.unavarra.es/estudios/posgrado/oferta-de-posgrado-oficial/titulos-oficiales-de-master/escuela-tecnica-superior-de-ingenieros-industriales-y-de-telecomunicacion/master-universitario-en-ingenieria-mecanica-aplicada-y-computacional

 

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