Diseño Computacional de Máquinas

Transcripción

1 Diseño Computacional de Máquinas Grado en Ingeniería Mecánica (4º Curso) Curso Profesor: Jorge Ripoll Camús

2 1. DATOS DE LA ASIGNATURA

3 2. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA 2.1. Presentación La asignatura Diseño Computacional de Máquinas es una asignatura optativa de carácter eminentemente práctico del Grado en Ingeniería Mecánica que tiene como principal objetivo que los alumnos adquieran la capacidad de diseño, análisis y optimización de los distintos elementos de máquinas mediante el uso de herramientas computacionales basadas en la modelización 3D de los distintos elementos de máquinas y en la aplicación de técnicas de análisis y simulación por elementos finitos para establecer el estado tensional y evitar o predecir el fallo de los mismos. Para el desarrollo del curso se utilizará el software Solidworks.

4 2. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA 2.2. Aportación al ejercicio profesional La asignatura Diseño Computacional de Máquinas proporciona al futuro graduado en Ingeniería Mecánica la capacidad de responder a la pregunta: Romperá esta pieza cuando se ponga en funcionamiento o en carga? Esta es la pregunta que muchos ingenieros se hacen cuando están diseñando una pieza y tienen que definir parámetros tan importantes como el espesor, la longitud, el número de pernos de sujeción, etc. En asignaturas como Diseño de Elementos de Máquinas se proporciona al alumno la capacidad de entender y aplicar los distintos criterios de fallo y modelos aplicados para predecir el fallo, siempre con formulaciones analíticas basadas en modelos, en muchos casos experimentales. En esta asignatura, configurada como una extensión de la anterior, el alumno adquirirá la capacidad de ensayar virtualmente los modelos de distintos elementos de máquinas para la validación del diseño mediante el uso de programas de ordenador de carácter comercial, acercando el proceso de diseño y análisis de elementos de máquinas a las técnicas habituales de trabajo en departamentos de ingeniería.

5 2. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA 2.2. Aportación al ejercicio profesional - continuación El alumno adquirirá la capacidad de diseñar elementos de máquinas y analizar su estado tensional en condiciones reales de funcionamiento, garantizando de esta manera su correcto funcionamiento sin que los elementos diseñados rompan en condiciones de funcionamiento o bajo carga. Por otro lado, poder evaluar el comportamiento mecánico de piezas antes de la fabricación de los primeros prototipos y retroalimentar el diseño del mismo, hace que se reduzcan los tiempos de desarrollo de nuevas piezas o productos al acortar el tiempo de definición de los distintos elementos con la certeza de que el diseño es adecuado y que soportará las condiciones de carga a las que estará expuesto durante su funcionamiento.

6 2. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA La asignatura Diseño Computacional de Máquinas introduce herramientas computacionales en el diseño de los distintos elementos de máquinas por lo que está directamente relacionada con la materia Diseño de Máquinas y Mecanismos que se encuentra en el tercer curso de la titulación, a través de dos asignaturas, la Teoría de Mecanismos y Máquinas, donde se amplía el análisis cinemático y dinámico a mecanismos espaciales y se introduce la síntesis de mecanismos, y el Diseño de Elementos de Máquinas, donde se lleva a cabo el diseño o selección de los elementos generales de máquina a partir de distintos criterios. Así mismo, puesto que esta asignatura se basa en la modelización 3D de los distintos elementos de máquinas y su análisis mediante el método de los elementos finitos para la validación del diseño, la asignatura está directamente relacionada con las asignaturas Expresión Gráfica y Diseño Industrial, impartidas en primer y segundo curso, respectivamente, en las que el alumno, aparte de haber adquirido la capacidad de utilizar el lenguaje gráfico como medio fundamental para facilitar la concepción y estudio de formas, habrá profundizado en el manejo de los módulos de delineación 2D y 3D sistemas de CAD comerciales. Incompatibilidades no existen 2.3. Relación con otras asignaturas. Incompatibilidades y recomendaciones Se recomienda haber cursado Diseño de Elementos de Máquinas y Diseño Industrial con anterioridad

7 3. PROGRAMA DE TEORÍA Parte I. Fundamentos del diseño computacional. Tema 1. Introducción al diseño computacional de máquinas. Tema 2. Fundamentos del análisis tensional mediante elementos finitos. Parte II. Estudio de casos prácticos de diseño. Tema 3. Análisis estático de elementos de máquinas. Tema 4. Análisis de concentración de esfuerzos. Tema 5. Análisis de fatiga de elementos de máquinas. Tema 6. Diseño y análisis de recipientes a presión de pared gruesa y delgada. Tema 7. Análisis de ajustes o interferencia de piezas. Tema 8. Análisis de contacto entre elementos de máquinas. Tema 9. Análisis de uniones atornilladas. Tema 10. Optimización del diseño. Las clases de teoría se realizarán en el aula de informática del Departamento de Ingeniería Mecánica, siempre que esté disponible (la mayor parte del curso), donde se disponen de 16 ordenadores. Así mismo, los alumnos podrán llevar sus ordenadores portátiles personales, si así lo desean, para el seguimiento de las clases

8 4. PROGRAMA DE PRÁCTICAS Práctica 1. Análisis estático de diferentes piezas. Práctica 2. Análisis de concentración de esfuerzos. Práctica 3. Análisis de piezas sometidas a cargas variables en el tiempo. Práctica 4. Diseño y análisis de recipientes a presión de pared gruesa y delgada. Práctica 5. Análisis de ajustes o interferencia de piezas. Práctica 6. Análisis de contacto entre elementos de máquinas. Práctica 7. Análisis de uniones atornilladas. Práctica 8. Optimización del diseño. Las prácticas se realizarán en el aula de informática del Departamento de Ingeniería Mecánica, con 16 ordenadores, pudiendo los alumnos llevar sus ordenadores portátiles personales. Se realizarán en sesiones de 2 horas (100 min) Software a utilizar - Solidworks

9 5. SOFTWARE SOLIDWORKS EDUCACIONAL Para el correcto seguimiento de la asignatura y conseguir que el alumno pueda trabajar de forma autónoma, se proporcionará una licencia educacional de Solidworks.