Datos Identificativos 2020/21
Asignatura (*) Modelización de Estructuras por Elementos Finitos Código 730G03069
Titulación
Grao en Enxeñaría Mecánica
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Grado 1º cuatrimestre
Cuarto Optativa 6
Idioma
Castellano
Modalidad docente Híbrida
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Naval e Industrial
Coordinador/a
Gutierrez Fernandez, Ruth Maria
Correo electrónico
ruth.gutierrez@udc.es
Profesorado
Gutierrez Fernandez, Ruth Maria
Correo electrónico
ruth.gutierrez@udc.es
Web http://https://sites.google.com/site/structuralanalysislab/home
Descripción general Nesta materia perséguese adquirir as competencias específicas para o deseño de sólidos e estruturas sometidas a esforzos de tracción, compresión, flexión e torsión, e a capacidade de analizar estados de tensión e de deformación en sólidos e estruturas.
Plan de contingencia 1. Modificacións nos contidos
Non se farán cambios
2. Metodoloxías
*Metodoloxías docentes que se manteñen
Mantéñense todas as metodoloxías de ensino, modificando só o seu carácter presencial
*Metodoloxías docentes que se modifican
3. Mecanismos de atención personalizada ao alumnado
Correo electrónico: diario. De utilidade para facer consultas, solicitar titorías virtuais para resolver dúbidas e facer seguimento das prácticas e traballos supervisados.
Moodle úsase para que o contido teórico e práctico da materia estea a disposición do estudante.
Equipos para realizar titorías virtuais para responder a preguntas e facer seguimento das prácticas e do traballo supervisado. Preferiblemente no horario de titorías publicado.
4. Modificacións na avaliación
*Observacións de avaliación:
Mantéñense as metodoloxías de avaliación e a súa ponderación, agás o seu carácter presencial.
5. Modificacións da bibliografía ou webgrafía
Proporcionaranse todos os materiais esenciais para o desenvolvemento da materia, empregando os medios dispoñibles na actualidade na UDC.

Competencias del título
Código Competencias del título
A1 FB1 - Capacidad para la resolución de los problemas matemáticos que puedan plantearse en la ingeniería. Aptitud para aplicar los conocimientos sobre: álgebra lineal; geometría; geometría diferencial; cálculo diferencial e integral; ecuaciones diferenciales y en derivadas parciales; métodos numéricos; algorítmica numérica; estadística y optimización.
A23 TEM4 - Conocimientos y capacidades para aplicar los fundamentos de la elasticidad y resistencia de materiales al comportamiento de sólidos reales.
B1 CB01 - Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio
B2 CB02 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
B4 CB04 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado
B5 CB05 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía
B6 B3 - Ser capaz de concebir, diseñar o poner en práctica y adoptar un proceso sustancial de investigación con rigor científico para resolver cualquier problema planteado, así como de que comuniquen sus conclusiones -y los conocimientos y razones últimas que la sustentan- públicos especializados y no especializados de una manera clara y sin ambigüedades.
B7 B5 - Ser capaz de realizar un análisis crítico, evaluación y síntesis de ideas nuevas y complejas.
B9 B8 - Adquirir una formación metodológica que garantice el desarrollo de proyectos de investigación (de carácter cuantitativo y/o cualitativo) con una finalidad estratégica y contribuyan a situarnos en la vanguardia del conocimiento.
C4 C6 - Valorar críticamente el conocimiento, la tecnología y la información disponible para resolver los problemas con los que deben enfrentarse.
C6 C8 - Valorar la importancia que tiene la investigación, la innovación y el desarrollo tecnológico en el avance socioeconómico y cultural de la sociedad.

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
Manejar los principios básicos del análisis estructural mediante computador. Manejar las leyes básicas que regulan el análisis computacional de los sólidos elásticos y las estructuras. A1
A23
B1
B2
B4
B5
B6
B7
B9
C4
C6
Resolver ejercicios y problemas de forma completa y razonada A1
A23
B1
B2
B4
B5
B6
B7
B9
C4
C6
Aplicar de forma adecuada los conceptos teóricos en el laboratorio. Modelar matemáticamente sistemas mecánicos y estructurales. A1
A23
B1
B2
B4
B5
B6
B7
B9
C4
C6
Usar un linguaje rigoroso en el campo de la ingeniería estructural. Prresentar e interpretar datos y resultados B1
B2
B4
B5
B6
B7
B9
C4
C6

Contenidos
Tema Subtema
Tema 0. Los bloques o temas siguientes desarrollan los contenidos establecidos en la ficha de la Memoria de Verificación. Método de los elementos finitos; elementos estructurales; análisis numérico de estructuras mediante programas informáticos.
Tema 1. Planteamiento del MEF para estática Planteamiento del problema estático. Principio de los trabajos virtuales. Discretización. Interpolación elemental. Matriz de rigidez y vector de cargas. Ensamblaje. Transformación de las direcciones de los grados de libertad locales a globales cuando difieren.
Tema 2. Planteamiento general del MEF Planteamiento del problema dinámico. Matriz de masas y de amortiguamiento. Imposición de condiciones de contorno. Imposición de restricciones: grados de libertad maestros y esclavos. Campo de desplazamientos, deformaciones y tensiones.
Tema 3. Aproximación del campo de desplazamientos Clasificación de los problemas elásticos. Matrices tensión-deformación. Funciones de aproximación de la familia de elementos finitos en coordenadas generalizadas. Elementos de Lagrange y Serendip. Interpolación de Lagrange. Criterios de convergencia del MEF. Test de la parcela.
Tema 4. Elementos isoparamétricos Introducción. Elementos isoparamétricos. Espacio geométrico, espacio natural. Funciones de aproximación en el espacio natural.
Tema 5. Elementos isoparamétricos para tensión y deformación plana Elasticidad en tensión y deformación plana. Elemento finito isoparamétrico para elasticidad plana. Jacobiano de la transformación isoparamétrica. Singularidades. Errores de discretización. Matrices de masa y rigidez.
Tema 6. Aspectos computacionales Integración numérica. Método de Newton-Côtes. Cuadratura de Gauss. Integración bidimensional y tridimensional. Integración completa, integración reducida, integración selectiva. Selección del tipo y orden de integración. Establecimiento de la matriz de rigidez para elemento isoparamétrico bidimensional. Cargas de volumen y superficie. Cargas térmicas. Criterios de convergencia para elementos isoparamétricos.
Tema 7. Elementos estructurales viga Introducción. Viga de Euler-Bernouilli, viga de Timoshenko. Ecuaciones de equilibrio de vigas. Formulación de elementos finitos: elemento hermítico. Elemento viga con movimiento plano. Elemento viga espacial.
Tema 8. Elementos estructurales placa y lámina Teoría de placas. Placa de Kirchhoff. Placa de Reissner-Mindlin. Ecuaciones de Equilibrio de placas. Formulación de elementos finitos. Teoría de láminas. El elemento lámina plano.

Planificación
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Prácticas de laboratorio A1 A23 B1 B2 B4 B5 B6 B7 B9 C6 C4 4 24 28
Trabajos tutelados A1 A23 B1 B2 B4 B5 B6 B7 B9 C4 C6 16 28 44
Sesión magistral A1 A23 B1 B2 B4 B5 B6 B7 B9 C6 C4 18 45 63
Solución de problemas A1 A23 B1 B2 B4 B5 B6 B7 B9 C6 C4 4 9 13
 
Atención personalizada 2 0 2
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Prácticas de laboratorio Metodología que permite la realización de actividades de carácter práctico con computador, tales como modelización, análisis y simulación de elementos mecánicos e estruturales.
Trabajos tutelados Metodología diseñada para promover el aprendizaje autónomo de los estudiantes, resolviendo un problema que involucre os contenidos de la materia e involucre las competencias especificas de la misma, realizado bajo la tutela del profesor.

Alternativamente se propone un trabajo tutelado en el ámbito del aprendizaje-servicio, que combina el servicio a la comunidad con el aprendizaje en un sólo proyecto, en el que el alumnnado se forma trabajando en necesidades reales de su entorno con el fin de mejorarlo.
Sesión magistral Exposición oral complementada con el uso de medios audiovisuales, que tiene como finalidad transmitir conocimientos y facilitar el aprendizaje en al ámbito del análisis resistente y deformacional de sistemas mecánicos y estructuras.
Solución de problemas Solución de problemas. Técnica mediante la que se tiene que resolver una situación problemática concreta, a partir de los conocimientos que se trabajaron y que puede tener más de una solución.

Atención personalizada
Metodologías
Prácticas de laboratorio
Trabajos tutelados
Descripción
Seguimiento y orientación acerca de la solución de problemas concretos surgidos en el desarrollo de las distintas actividades planteadas en la asignatura.
Asistencia en la realización de practicas de laboratorio y trabajos tutelados.


Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Prácticas de laboratorio A1 A23 B1 B2 B4 B5 B6 B7 B9 C6 C4 Hay que asistir sistemáticamente a las prácticas y elaborarlas durante las sesiones prácticas de la materia y en las horas no presenciales asignadas. El seguimiento del trabajo realizado se realiza en estas sesiones prácticas.
La evaluación se realiza mediante la presentación de los informes de dichas prácticas.
30
Trabajos tutelados A1 A23 B1 B2 B4 B5 B6 B7 B9 C4 C6 El trabajo involucra los contenidos teóricos y prácticos desarrollados en la asignatura. Se debe realizar individualmente en las sesiones de prácticas a lo largo del curso y en casa, en las horas no presenciales asignadas a este proyecto. Se va a realizar un seguimiento de la realización del trabajo en las sesiones de prácticas.
La evaluación se realiza mediante la presentación del trabajo tutelado.

70
 
Observaciones evaluación

El
estudiante, cuya presencia a lo largo del cuatrimestre sea insuficiente para
realizar el seguimiento de su trabajo, por dispensa académica o por
otras causas, tendrá igualmente que elaborar y
presentar las prácticas y el trabajo tutelado para su valoración. El
seguimiento de dicho trabajo se efectuará en las sesiones de tutoría. En este
caso, el proceso de evaluación de la materia puede incluir además de la
presentación de las prácticas y del trabajo tutelado, una sesión práctica
individual o en grupo, en la que el estudiante resuelve manualmente y/o con el
ordenador los problemas planteados por la profesora.

Para la
segunda oportunidad se puede presentar el trabajo pendiente y mejorar el ya
realizado. El seguimiento se realiza en sesiones de tutoría. La evaluación se
realiza mediante la presentación de las prácticas y de los trabajos tutelados
pendientes y/o mejorados. El proceso de evaluación de la materia puede incluir, además de
la presentación de las prácticas y del trabajo tutelado, una sesión práctica
individual o en grupo, en la que el estudiante resuelve manualmente y/o con el
ordenador los problemas planteados por la profesora.


Fuentes de información
Básica R. Gutiérrez, E. Bayo, A. Loureiro, LE Romera (2010). Estructuras II. Reprografía del Noroeste. Santiago de Compostela
Dassault Systèmes Simulia Corp. (2011). Abaqus Analysis User’s Manual. © Dassault Systèmes. Providence, RI, USA.
Eugenio Oñate (1995). Calculo de estructuras por el método de elementos finitos. CIMNE, Barcelona, España
Bathe K.J. (2006). Finite Elements Procedures.. Prentice-Hall, Pearson Education, Inc. USA

Complementária


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
RESISTENCIA DE MATERIALES/730G03013
ESTRUCTURAS/730G03021

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente
Tecnología y Diseño de Estructuras/730G03071

Asignaturas que continúan el temario
VIBRACIONES/730G03040
Tipologías Estructurales/730G03070

Otros comentarios
Para ayudar a conseguir un entorno inmediato sostenido y cumplir con el objetivo de la acción número 5: “Docencia e investigación saludable y sustentable ambiental y social” del "Plan de Acción Green Campus Ferrol"
La entrega de los trabajos documentales que se realicen en esta materia:
Se solicitarán en formato virtual y/o soporte informático
Se realizará a través de Moodle, en formato digital sin necesidad de imprimirlos
En caso de ser necesario realizarlos en papel:
No se emplearán plásticos
Se realizarán impresiones a doble cara.



(*) La Guía Docente es el documento donde se visualiza la propuesta académica de la UDC. Este documento es público y no se puede modificar, salvo cosas excepcionales bajo la revisión del órgano competente de acuerdo a la normativa vigente que establece el proceso de elaboración de guías