Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa

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

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Metodología

Metodologías Docentes

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

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Evaluación

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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.

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.

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

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]

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

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.

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]

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

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Idiomas

CASTELLANO

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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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