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 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.

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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 diseño de máquinas

-  Diseño en ingeniería

-  Métodos teóricos y experimentales

Tema 2.  Diseño de máquinas 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 Máquina-Herramienta

Tema 8.  Técnicas de verificación

-  Metrología de la máquina-herramienta

-  Ensayo ballbar

-  Ensayo de Interferometría láser.

Tema 9.  Normativa de la máquina-herramienta

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Programa de prácticas experimentales

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.

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Bibliografía

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

1. Shigley's mechanical engineering design / Richard G. Budynas, J. Keith Nisbett. (2011)
   Budynas, Richard G.
   Editorial: New York : McGraw-Hill, [2011]
2. 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]
3. Diseño de maquinaria : síntesis y análisis de máquinas y mecanismos / Robert L. Norton. (2009)
   Norton, Robert L.
   Editorial: México ; Madrid [etc.] : McGraw-Hill, [2009]
4. Análisis de fatiga en máquinas / Rafael Avilés. (2005)
   Avilés, Rafael
   Editorial: Madrid : Paraninfo, [2005]
5. 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]
6. Teoría de estructuras : estructuras de barras y solidos tridimensionales / Jesús Zurita Gabasa. (1998)
   Zurita Gabasa, Jesús
   Editorial: Pamplona : Universidad Pública de Navarra, [1998]
7. 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]
8. Manufacturing automation : metal cutting mechanics, machine tool vibrations, and CNC design / Yusuf Altintas. (2000)
   Altintas, Yusuf (1954-)
   Editorial: Cambridge : Cambridge University Press, 2000.

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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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