DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA

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1 DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA ASIGNATURA: Nombre en Inglés: FINITE ELEMENTS AND MECHANICAL VIBRATIONS Código UPM: MATERIA: OPCIÓN A CRÉDITOS ECTS: 6 CARÁCTER: ASIGNATURA DE ITINERARIO IMPARTIDA EN LA EUITI TITULACIÓN: GRADUADO EN INGENIERÍA MECÁNICA TIPO: OPTATIVA CURSO: CUARTO SEMESTRE: SÉPTIMO CURSO ACADÉMICO PERIODO IMPARTICION Septiembre- Enero Febrero - Junio IDIOMA IMPARTICIÓN Sólo castellano Sólo inglés Ambos GUÍA DE APRENDIZAJE Página 1 de 11

2 DEPARTAMENTO INGENIERÍA MECÁNICA Y CONSTRUCCIÓN COORDINADOR MIGUEL BERZAL RUBIO PROFESORADO NOMBRE Y APELLIDO DESPACHO Correo electrónico CINTIA BARAJAS FERNANDEZ A-424 cintia.barajas@upm.es MIGUEL BERZAL RUBIO A-424 m.berzal@upm.es JOSÉ ANTONIO LOZANO RUÍZ A-424 joseantonio.lozano@upm.es JUAN MANUEL RODRÍGUEZ NUEVO A-424 juanmanuel.rodriguez@upm.es ENRIQUE SORIANO HERAS A-424 enrique.soriano@upm.es CONOCIMIENTOS PREVIOS REQUERIDOS PARA PODER SEGUIR CON NORMALIDAD LA ASIGNATURA ASIGNATURAS SUPERADAS RESISTENCIA DE MATERIALES ÁLGEBRA Y CÁLCULO MECÁNICA OTROS RESULTADOS DE APRENDIZAJE NECESARIOS GUÍA DE APRENDIZAJE Página 2 de 11

3 OBJETIVOS DE APRENDIZAJE COMPETENCIAS Y NIVEL ASIGNADAS A LA ASIGNATURA Código COMPETENCIA NIVEL CE 20 CG 1 CG 2 CG 3 CG 4 CG 5 CG 6 CG 7 Conocimientos y capacidades para el cálculo, diseño y ensayo de máquinas. Conocer y aplicar conocimiento de ciencias y tecnologías básicas a la práctica de la ingeniería industrial. Poseer4 la capacidad para diseñar, desarrollar, implementar, gestionar y mejorar productos, sistemas de procesos en los distintos ámbitos industriales, usando técnicas analíticas, comp0utacionales o experimentales apropiadas. Aplicar los conocimientos adquiridos para identificar, formular y resolver problemas dentro de contextos amplios y multidisciplinarios, siendo capaces de integrar conocimientos, trabajando en equipos multidisciplinarios. Comprender el impacto de la ingeniería industrial en el medio ambiente, el desarrollo sostenible de la sociedad y la importancia de trabajar en un entorno profesional y responsable. Comunicar los conocimientos y conclusiones, tanto de forma oral como escrita y gráfica, a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades. Poseer habilidades de aprendizaje que permitan continuar estudiando a lo largo de la vida para su adecuado desarrollo profesional. Incorporar nuevas tecnologías y herramientas de la ingeniería industrial en sus actividades profesionales. Conocimiento Análisis Aplicación Conocimiento Aplicación Análisis Síntesis Análisis Síntesis Análisis Síntesis Aplicación Aplicación CG 10 Creatividad. Síntesis Código RA-01 RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA Conocimientos básicos del método de los elementos finitos y de las vibraciones mecánicas en la ingeniería. GUÍA DE APRENDIZAJE Página 3 de 11

4 CONTENIDOS Y ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO) TEMA / CAPÍTULO Tema 1: Introducción al método de los Elementos Finitos Tema 2: Elementos Unidimensionales Tema 3: Elementos Bidimensionales Tema 4: Introducción a la Teoría General de Vibraciones. Tema 5: Vibraciones en sistemas mecánicos de 1 G.D.L. Tema 6: Vibraciones en sistemas mecánicos de 2 o más G.D.L. Tema 7: Vibraciones en árboles de transmisión. APARTADO 1.1. Introducción 1.2 Esfuerzos y Equilibrio 1.3.Relaciones entre esfuerzo y deformación 1.4. Método De Rayleigh Ritz Introducción 2.2. Coordenadas y funciones de forma 2.3. Enfoque de la energía potencial Ensamblaje de elementos 2.5. Propiedades de las matrices de rigidez 2.6.Efectos por cambio de temperatura 2.7. Sistemas Articulados 2.8. Vigas y Marcos 3.1. Introducción 3.2. Triángulo de deformación unitaria constante Cuadrilátero de cuatro nodos 3.4. Elementos de orden superior 4.1 Introducción Concepto Clasificación de las vibraciones Tratamiento de las vibraciones Metodología de trabajo Introducción 5.2. Formulación del modelo mecánico 5.3. Cálculo de la frecuencia de vibración Método energético de Rayleigh, para el cálculo de las frecuencias naturales 6.1. Introducción 6.2. Formulación del modelo mecánico 6.3. Cálculo de las frecuencias de vibración Cálculo de los modos de vibración 7.1. Introducción Vibración forzada causada por fuerzas centrífugas. Concepto de resonancia y de velocidad crítica Cálculo de frecuencias naturales a flexión en árboles de transmisión Cálculo de frecuencias naturales a torsión en árboles de transmisión. Indicadores de logro relacionados LO-01 LO-02 LO-03 Y LO-04 LO-06 y LO-7 L0-08 LO-09 LO-09 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 4 de 11

5 Tema 8: Medida de las vibraciones Tema 9: Equilibrado de máquinas y motores 8.1. Introducción 8.2. Definición de nivel de vibración Captadores de vibraciones Analizadores de vibraciones Aplicación de la medida de vibraciones al mantenimiento de máquinas. Introducción Equilibrado de máquinas. Equilibrado del motor monocilíndrico. Volantes de inercia. Equilibrado de rotores. Aplicaciones LO-09 LO-09 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 5 de 11

6 BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES ORGANIZATIVAS UTILIZADAS Y METODOS DE ENSEÑANZA EMPLEADOS CLASES DE TEORIA Clases expositivas dirigidas hacia la transmisión de conocimientos nuevos, y a la interrelación de estos conocimientos. CLASES PROBLEMAS Clases presenciales por objetivos, destinadas a la realización de ejercicios y problemas prácticos aplicados que contribuyen al reforzamiento y mejor compresión de los conceptos desarrollados en las clases teóricas PRÁCTICAS Prácticas de laboratorio para familiarizar al alumno con una serie de habilidades y técnicas de experimentación que les pueden ser necesarias en la vida profesional TRABAJOS INDIVIDUALES Realización de trabajos por parte de los estudiantes, de forma individual, que les enfrenten en solitario a la resolución de problemas y casos prácticos. TRABAJOS EN GRUPO Realización de trabajos por parte de los estudiantes, que les enfrenten organizados en grupos de trabajo, a la resolución de problemas y casos prácticos. TUTORÍAS Atención de las consultas de los estudiantes, reforzando y orientando de forma individualizada o colectiva, su proceso de aprendizaje. GUÍA DE APRENDIZAJE Página 6 de 11

7 RECURSOS DIDÁCTICOS BIBLIOGRAFÍA "Introduction to Finite Elements in Engineering" (3rd Edition). Autores: Tirupathi R. Chandrupatla, Ashok D. Belegundu. "The Finite Element Method" Autores: O.C. Zienkiewicz and R.L. Taylor. Editorial McGraw-Hill. Den Hartog, J. P. MECÁNICA DE LAS VIBRACIONES. (4ª edic). C.E.C.S.A., Seto, W. W. VIBRACIONES MECÁNICAS. McGraw-Hill. Steidel R. F. INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LAS VIBRACIONES MECÁNICAS. Editorial C.E.C.S.A., RECURSOS WEB EQUIPAMIENTO Aula de Informática, ADI GUÍA DE APRENDIZAJE Página 7 de 11

8 CRONOGRAMA DE TRABAJO DE LA ASIGNATURA MES QUINCENA ACTIVIDADES AULA LABORATORIO TRABAJO INDIVIDUAL TRABAJO EN GRUPO ACTIVIDADES EVALUACIÓN OTROS 1ª Tema 1, Tema 2, Sep. Tema 4 (T y P) 2ª Tema 2, Tema 5 (T y P) Oct. 1ª Tema 2, Tema 6 (T y P) 2ª Tema 2, Tema 7 (T y P) 1ª Práctica de Vibraciones 1ª Práctica de Vibraciones Tema 1 Tema 4, Tema 5, Tema 6 Nov 1ª Tema 3, Tema 7, Tema 8 (T y P) 2ª Tema 3, Tema 8, Tema 9 (T y P) 2ª Práctica de Vibraciones 2ª Práctica de Vibraciones Tema 2 Tema 7, Tema 8 Dic 1ª Tema 3, Tema 9, Tema 10 (T y P) 2ª Tema 3, Tema 10 (T y P) 3ª Práctica de EEFF Tema 3 3ª Práctica de EEFF Tema 9, Tema 10 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 8 de 11

9 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 9 de 11

10 SISTEMA DE EVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA EVALUACIÓN Ref LO-01 LO-02 LO-03 LO-05 LO-06 LO-07 LO-08 LO-09 LO-10 INDICADOR DE LOGRO El alumno conoce los conceptos básicos sobre el Método de Elementos Finitos El alumno es capaz de realizar una formulación sencilla de un Elemento Finito sencillo El alumno es capaz de resolver un problema mecánico unidimensional mediante el método de los elementos finitos El alumno es capaz de resolver y aportar soluciones a un caso o problema mecánico mediante el uso del método de los elementos finitos. El alumno conoce los conceptos básicos sobre la Teoría de Vibraciones El alumno es capaz de desarrollar pequeños modelos de comportamiento en vibraciones de sistemas mecánicos sencillos. El alumno es capaz de resolver problemas de vibraciones de sistemas mecánicos de 1 grado de libertad. El alumno es capaz de resolver problemas de vibraciones de sistemas mecánicos de 2 o más grados de libertad. El alumno es capaz de resolver y aportar soluciones a un caso o problema de vibraciones mecánicas. Relacionado con RA: RA-1 RA-2 RA-3 RA-4 RA-5 RA-6 RA-7 RA-7 RA-8 EVALUACIÓN SUMATIVA (ACUMULATIVA) BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES EVALUABLES MOMENTO LUGAR PESO EN LA CALIFICACIÓN Resolución de trabajos individuales Se informará a lo largo del curso Aula 40 % Prácticas de Laboratorio Aula de Se informará Docencia a lo largo del Informática curso (ADI) 10 % Examen Final Fecha oficial Aula oficial 50 % TOTAL 100 % GUÍA DE APRENDIZAJE Página 10 de 11

11 CRITERIOS DE CALIFICACIÓN Cada prueba puntúa de 0 a 10 puntos. La calificación global se obtiene por media ponderada de acuerdo con los porcentajes indicados para cada una de las actividades evaluables. Para obtener la calificación global de la asignatura, debe aprobarse cada una de las actividades evaluables con una puntuación igual o superior a 5 puntos. El examen final en convocatoria ordinaria, solamente será aplicable a los estudiantes que hayan aprobado las prácticas de laboratorio y las actividades de evaluación continua; o bien, los alumnos que hayan aprobado las prácticas de laboratorio y renunciado a la evaluación continua, en los plazos oficiales establecidos. Las calificaciones obtenidas por evaluación continua solamente se guardarán hasta la realización del Examen Final Ordinario correspondiente al cuatrimestre de docencia de la asignatura. Es obligatorio realizar y aprobar las prácticas de laboratorio para aprobar la asignatura. Para los alumnos que hayan renunciado a la evaluación continua, en los plazos oficiales establecidos, en convocatoria ordinaria; y para las evaluaciones en convocatorias extraordinarias, los porcentajes de ponderación de la calificación de las actividades evaluables en la calificación final serán los siguientes: Prácticas de Laboratorio 10 % Examen Final 90 % TOTAL 100 % GUÍA DE APRENDIZAJE Página 11 de 11