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 ] |
Modulo 4 SIMULACIÓN Y DISEÑO / Simulación por elementos finitos de procesos de fabricación
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.
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.
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.
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 |
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
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 |
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
Desarrollo durante las sesiones de prácticas de un proyecto específico con temática distinta para cada alumno o grupo de alumnos relacionado con la asignatura previa discusión de la temática del mismo con el profesor responsable de la asignatura.
Las sesiones de prácticas se desarrollaran en el aula de informática 3D y el profesor ira guiando en el desarrollo del proyecto a cada alumno o grupo de alumnos explicado las particularidades de cada caso de forma individualizada.
Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.
Bibliografía Básica:
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 |
Edificio del Aulario (Campus de Pamplona) y diversos Laboratorios del Dpto. de Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales