PROYECTO DOCENTE ASIGNATURA: "Diseño Mecánico de Componentes y Sistemas Aeroespaciales"

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1 PROYECTO DOCENTE ASIGNATURA: "Diseño Mecánico de Componentes y Sistemas Aeroespaciales" Grupo: Grp de Clases Teórico-prácticas de Diseño Mecánico de Componentes y Sistema(987579) Titulacion: Máster Universitario en Ingeniería Aeronáutica Curso: DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA/GRUPO Titulación: Año del plan de estudio: Centro: Asignatura: Código: Tipo: Curso: Período de impartición: Ciclo: Grupo: Créditos: Horas: Área: Departamento: Dirección postal: Dirección electrónica: Máster Universitario en Ingeniería Aeronáutica 2014 E.T.S. de Ingeniería Diseño Mecánico de Componentes y Sistemas Aeroespaciales Obligatoria 2º Primer Cuatrimestre 2º Grp de Clases Teórico-prácticas de Diseño Mecánico de Componentes y Sistema (1) Ingeniería Mecánica (Área principal) Ingeniería Mecánica y Fabricación (Departamento responsable) ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA, CAMINO DESCUBRIMIENTOS, S/N.- ISLA CARTUJA SEVILLA COORDINADOR DE LA ASIGNATURA NAVARRO PINTADO, CARLOS PROFESORADO 1 NAVARRO ROBLES, ALFREDO DE JESUS Curso académico: 2017/2018 Última modificación: de 5

2 OBJETIVOS Y COMPETENCIAS Objetivos docentes específicos El programa de la asignatura se orienta a cubrir dos áreas claves en la ingeniería del diseño mecánico. Por un lado, la Integridad Estructural de Elementos de Máquinas y por otro los Sistemas de Transmisión de Potencia. En cuanto al primer área, el programa está destinado a introducir al alumno en el diseño de máquinas y tipos de análisis que deben realizarse para ello, así como a darle las bases sobre el comportamiento de materiales y elementos ante distintos tipos de solicitaciones que se producen en las máquinas. Entre los tipos de fallo, se pretende que los alumnos adquieran los conocimientos suficientes sobre mecánica de la fractura y fatiga para diseñar los sistemas mecánicos considerando estos tipos de fallo como criterios de diseño. El propósito de la segunda área es conseguir que los alumnos adquieran un conocimiento eminentemente tecnológico y práctico en relación a las Transmisiones mecánicas y Transmisiones por fluidos. El nivel de conocimientos impartido se dirige en el caso de las transmisiones mecánicas al cálculo y selección de los elementos de máquinas más usuales (ejes, rodamientos, correas, etc.). En el estudio de las transmisiones mediante fluidos, dada la evidente formación en Mecánica de Fluidos que los alumnos de Ingeniería Aeronáutica ya poseen al llegar al presente curso, la presente asignatura se centra en estudiar el funcionamiento de los distintos componentes hidráulicos (bombas, cilindros, acumuladores, válvulas, etc.) y a analizar el funcionamiento de circuitos típicos. Esto se completa con la la realización de una serie de montajes prácticos en un banco de ensayos.. Competencias Competencias transversales/genéricas Comunicación oral en la lengua nativa Comunicación escrita en la lengua nativa Conocimientos generales básicos Habilidades elementales en informática Trabajo en equipo Capacidad de análisis y síntesis Solidez en los conocimientos básicos de la profesión Resolución de problemas Capacidad para aplicar la teoría a la práctica Competencias específicas Ver objetivos CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA Relación sucinta de los contenidos (bloques temáticos en su caso) INTEGRIDAD ESTRUCTURAL DE ELEMENTOS DE MÁQUINA El fallo en las máquinas Introducción a la mecánica de la fractura elástica lineal Crecimiento de grietas grandes por fatiga Fatiga a alto número de ciclos Fatiga a bajo número de ciclos SISTEMAS DE TRANSMISIÓN DE POTENCIA Transmisiones mecánicas Ejes de transmisión de potencia Rodamientos Acoplamientos Correas y cadenas Engranajes Transmisiones por Fluidos Bombas Cilindros Acumuladores Depósitos Tuberías Circuitos y simbología Relación detallada y ordenación temporal de los contenidos Objetivos El programa de la asignatura se orienta a cubrir dos áreas claves en la ingeniería del diseño mecánico. Por un lado, la Integridad Estructural de Elementos de Máquinas y por otro los Sistemas de Transmisión de Potencia. En cuanto al primer área, el programa está destinado a introducir al alumno en el diseño de máquinas y tipos de análisis que deben realizarse para ello, así como a darle las bases sobre el comportamiento de materiales y elementos ante distintos tipos de solicitaciones que se producen en las máquinas. Entre los tipos de fallo, se pretende que los alumnos adquieran los conocimientos suficientes sobre mecánica de la fractura y fatiga para diseñar los sistemas mecánicos considerando estos tipos de fallo como criterios de diseño. Curso académico: 2017/2018 Última modificación: de 5

3 El propósito de la segunda área es conseguir que los alumnos adquieran un conocimiento eminentemente tecnológico y práctico en relación a las Transmisiones mecánicas y Transmisiones por fluidos. El nivel de conocimientos impartido se dirige en el caso de las transmisiones mecánicas al cálculo y selección de los elementos de máquinas más usuales (ejes, rodamientos, correas, etc.). En el estudio de las transmisiones mediante fluidos, dada la evidente formación en Mecánica de Fluidos que los alumnos de Ingeniería Aeronáutica ya poseen al llegar al presente curso, la presente asignatura se centra en estudiar el funcionamiento de los distintos componentes hidráulicos (bombas, cilindros, acumuladores, válvulas, etc.) y a analizar el funcionamiento de circuitos típicos. Esto se completa con la la realización de una serie de montajes prácticos en un banco de ensayos. Requisitos académicos No existe ningún requisito académico obligatorio, pero es muy importante tener frescos los conocimientos de Mecánica Aplicada, Elasticidad y Resistencia de Materiales. Prácticas Durante el curso se realizarán diversas prácticas que pueden versar sobre ensayos de fractura y fatiga, sobre elementos de máquinas y sobre el funcionamiento de diversos circuitos en un banco de Ensayos Hidráulicos. Se realizarán en grupos. Las prácticas son obligatorias. Las fechas se anunciarán con la debida antelación. Criterios de evaluación El conocimiento de la signatura se evaluará mediante un examen de problemas sobre las materias del curso, incluyendo los conceptos desarrollados en las prácticas. Programa de la asignatura INTEGRIDAD ESTRUCTURAL DE ELEMENTOS DE MÁQUINA El fallo en las máquinas. Tipos de fallos. Descripción según su ocurrencia en el tiempo y según el tipo de solicitación que lo produce. Ejemplos: cargas térmicas, deformaciones plásticas en concentradores. Coeficiente de seguridad. Fiabilidad. Introducción a la mecánica de la fractura elástica lineal. Introducción. Criterio energético de fractura inestable. Tensiones y deformaciones alrededor del vértice de grieta. Factor de intensidad de tensiones. Modos de apertura de grieta. Tenacidad a Fractura KIc. Zona plástica. Métodos de cálculo de factores de intensidad de tensiones. Ejemplos. Crecimiento de grietas grandes por fatiga. Introducción. Curva da-dn. Umbral de crecimiento. Crecimiento de grietas pequeñas. Determinación de la vida de crecimiento. Cierre de grieta. Efecto de sobrecargas. Crecimiento de grietas con cargas irregulares. Ejemplos. Fatiga a alto número de ciclos. Definición. Descripción del proceso: iniciación de la grieta, propagación. Características. Curva S-N. Límite de fatiga. Métodos y criterios de diseño a fatiga. Factores que influyen en la curva S-N: concentración de tensiones, acabado superficial, tamaño, tipo de carga, tensiones medias, etc. Aspectos estadísticos de la fatiga. Diseño a fatiga considerando estos factores. Cargas de amplitud variable: daño acumulado. Fatiga multiaxial. Ejemplos Fatiga a bajo número de ciclos. El método de las deformaciones locales. Comportamiento cíclico: curva -. La curva -N. Aproximaciones a la curva -N. Modificaciones a la curva por la tensión media. Regla de Neuber. Cargas de amplitud variable: daño acumulado. Fatiga multiaxial. Ejemplos. SISTEMAS DE TRANSMISION DE POTENCIA Transmisiones mecánicas Ejes de transmisión de potencia. Proceso de diseño. Solicitaciones. Concentración de tensio-nes. Valores preliminares de diseño. Cálculo a resistencia estática y dinámica (fatiga). Materiales para ejes. Cálculo a rigidez. Vibraciones. Velocidades críticas. Chavetas, cuñas, etc., cálculo y normas de aplicación. Ajustes a presión. Rodamientos Tipos. Denominaciones. El problema de contacto de dos sólidos. Distribución de presiones y zona de contacto. Problema de Hertz. Tensiones debidas a carga normal. Tensiones debidas a carga normal y tangencial. Carga Equivalente. Capacidad de carga. Ecuación Básica de Duración. Ecuacíon de Vida Aumentada. Consideraciones y método de selección. Montaje. Lubricación. Acoplamientos. Acoplamientos rígidos. Acoplamientos flexibles. Comenta-rios sobre algunas normas de selección. Órganos flexibles de transmisión de potencia. Correas. Tipos. Esfuerzos en las correas. Deslizamiento y relación de transmisión. Tensiones. Tensado inicial. Mecánica de la correa. Cálculo y selección de correas. Cadenas. Tipos. Relación de transmisión. Lubricación. Mecánica de la cadena. Cálculo y selección de cadenas. Engranajes. Tipos. Estudio geométrico y cinemático. Perfiles conjuga- dos. Perfil de evolvente. Generación de perfiles de evolvente. Condición de engrane. Engranajes Rectos. Engranajes cilíndricos helicoidales. Engra- najes cónicos rectos y espirales. Sin fin-corona. Fuerzas en engranajes. Dentaduras. Nomenclatura. Cremallera. Dentaduras interiores. Factores a tener en cuenta en el engrane. Generación de perfiles de evolvente. Pro- ceso de diseño. Tallado con piñón cortador. Tallado con fresa madre. Engranajes cilíndricos helicoidales. Perfil frontal y perfil normal. Engra- najes concurrentes. Engranajes cruzados. Engranajes no intercambiables. Dimensionado de las ruedas. Cálculo a rotura por flexión. Dimensionado a presión superficial. Factores a tener en cuenta. Aplicación a diversos tipos de engranajes. Curso académico: 2017/2018 Última modificación: de 5

4 Transmisiones por Fluidos. Aspectos generales de las instalaciones de accionamiento por fluidos. Tanque. Elementos generadores y conservadores de energía fluida. Tuberías. Simbología y esquemas. Aplicaciones concretas. Generadores y conservadores de energía fluida. Bombas. Motores hidráulicos. Acumuladores. Válvulas direccionales. Válvulas de dos, tres, cuatro y cinco vías. Válvulas de dos y tres posiciones. Distribuidores manuales. Formas de corredera. Ejemplos. Electroválvulas directas y pilotadas. Válvulas proporcionales. Servoválvulas. Antirretornos simples y pilotados. Cilindros. Simple y doble efecto. ACTIVIDADES FORMATIVAS Relación de actividades formativas del cuatrimestre Clases teóricas Horas presenciales: Horas no presenciales: Prácticas de Laboratorio Horas presenciales: Horas no presenciales: Sistema de evaluación Examen El conocimiento de la signatura se evaluará mediante un examen de problemas sobre las materias del curso, incluyendo los conceptos desarrollados en las prácticas. CALENDARIO DE EXÁMENES Consulte al Centro para obtener información sobre el calendario de exámenes. TRIBUNALES ESPECÍFICOS DE EVALUACIÓN Y APELACIÓN Presidente: Vocal: Secretario: Primer suplente: Segundo suplente: Tercer suplente: DANIEL GARCIA VALLEJO JESUS VAZQUEZ VALEO VICTOR MANUEL CHAVES REPISO FRANCISCO JAVIER MARTINEZ REINA CARMEN MADRIGAL SANCHEZ JAIME DOMINGUEZ ABASCAL ANEXO 1: HORARIOS DEL GRUPO DEL PROYECTO DOCENTE Los horarios de las actividades no principales se facilitarán durante el curso. GRUPO: Grp de Clases Teórico-prácticas de Diseño Mecánico de Componentes y Sistema (987579) Calendario del grupo Curso académico: 2017/2018 Última modificación: de 5

5 CLASES DEL PROFESOR: NAVARRO ROBLES, ALFREDO DE JESUS Lunes Fecha: Aula: Del 16/10/2017 al 31/01/2018 Hora: De 16:00 a 17:00 AULA 306A ENTREPLANTA SEGUNDA Martes Fecha: Aula: Del 16/10/2017 al 31/01/2018 Hora: De 16:00 a 17:00 AULA 306A ENTREPLANTA SEGUNDA Curso académico: 2017/2018 Última modificación: de 5