Universidad de Jaén

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Guía docente 2017-18 - 77312006 - Diseño de elementos y actuadores mecánicos

TITULACIÓN: Máster Univ. en Ingeniería mecatrónica
CENTRO: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (JAÉN)
CURSO: 2017-18
ASIGNATURA: Diseño de elementos y actuadores mecánicos
GUÍA DOCENTE
1. DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA
NOMBRE: Diseño de elementos y actuadores mecánicos
CÓDIGO: 77312006 CURSO ACADÉMICO: 2017-18
TIPO: Obligatoria
Créditos ECTS: 4.0 CURSO: 1 CUATRIMESTRE: SC
WEB: https://dv.ujaen.es/login.php?target=&soap_pw=&ext_uid=&cookies=nocookies&client_id=docencia&lang=es
2. DATOS BÁSICOS DEL PROFESORADO
NOMBRE: DIAZ GARRIDO, FRANCISCO ALBERTO
IMPARTE: Teoría [Profesor responsable]
DEPARTAMENTO: U121 - INGENIERÍA MECÁNICA Y MINERA
ÁREA: 545 - INGENIERÍA MECÁNICA
N. DESPACHO: A3 - A3-021 E-MAIL: fdiaz@ujaen.es TLF: 953212865
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/2689
URL WEB: http://www4.ujaen.es/~fdiaz/
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0467-542X
 
NOMBRE: LÓPEZ ALBA, ELIAS
IMPARTE: Teoría
DEPARTAMENTO: U121 - INGENIERÍA MECÁNICA Y MINERA
ÁREA: 545 - INGENIERÍA MECÁNICA
N. DESPACHO: A3 - A3-020 E-MAIL: elalba@ujaen.es TLF: 953212862
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/81424
URL WEB: -
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3138-1366
 
3. PRERREQUISITOS, CONTEXTO Y RECOMENDACIONES
PRERREQUISITOS:

.

CONTEXTO DENTRO DE LA TITULACIÓN:

.

RECOMENDACIONES Y ADAPTACIONES CURRICULARES:

Los criterios de permanencia, así como las normas de matricula son fijados por la propia universidad, siendo ésta la competente para establecer los requisitos de permanencia en la misma. En el vigente plan de estudios no se establecen requisitos previos para cursar ninguna de las asignaturas ofertadas. Sin embargo, en el caso particular de la asignatura Cálculo y Ensayo de de Máquinas, es especialmente conveniente que alumno haya cursado y superado las asignaturas obligatorias previas del Grado de Ingeniería Mecánica, Mecánica de Máquinas (2º curso, 1 er semestre), Ciencia e Ingeniería de los Materiales (2º curso, 1 er semestre), Elasticidady Resistencia de Materiales (2º curso, 2º semestre), Elasticidad y Resistencia de Materiales II (3 er curso, 1 ersemestre), Cinemática y Dinámica de Máquinas (3 er curso, 1 er semestre) y Diseño de Máquinas (3 er curso, 2º semestre).

El alumnado que presente necesidades específicas de apoyo educativo, lo ha de notificar personalmente al Servicio de Atención y Ayudas al Estudiante para proceder a realizar, en su caso, la adaptación curricular correspondiente.
4. COMPETENCIAS Y RESULTADOS DE APRENDIZAJE
código Denominación de la competencia
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
CG1MMKTR Conocer y utilizar las Tecnologías de la Información y la Comunicación aplicadas a la Ingeniería Mecatrónica.
CG4MMKTR Comprender, analizar y evaluar teorías, resultados y desarrollos en el idioma de referencia, además de en la lengua materna, en el ámbito de la Ingeniería Mecatrónica.
CT2 Conocer y aplicar las políticas y prácticas de atención a colectivos sociales especialmente desfavorecidos e incorporar los principios de igualdad entre hombres y mujeres y de accesibilidad universal y diseño para todos a su ámbito de estudio.
CT5 Analizar, razonar críticamente, pensar con creatividad y evaluar el propio proceso de aprendizaje discutiendo asertiva y estructuradamente las ideas propias y ajenas.
E06MMKTR Conocer y aplicar las técnicas actuales para el diseño mecánico de elementos y actuadores mecatrónicos
 
Resultados de aprendizaje
Resultado RE06MM Demuestra que conoce y que aplica las técnicas actuales para el diseño mecánico de elementos y actuadores mecatrónicos
Resultado RG1mMKTR Demuestra que conoce y utiliza las Tecnologías de la Información y la Comunicación aplicadas a la Ingeniería Mecatrónica.
Resultado RG4mMKTR Es capaz de comprender, analizar y evaluar teorías, resultados y desarrollos en el idioma de referencia, además de en la lengua materna, en el ámbito de la Ingeniería Mecatrónica.
Resultado RT2 Demuestra conocimiento y es capaz de aplicar las políticas y prácticas de atención a colectivos sociales especialmente desfavorecidos incorporando los principios de igualdad entre hombres y mujeres y de accesibilidad universal y diseño para todos a su ámbito de estudio.
Resultado RT5. Analiza y razona críticamente, discutiendo asertiva y estructuradamente las ideas propias y ajenas, demostrando pensamiento creativo y capacidad para evaluar el propio proceso de aprendizaje.
5. CONTENIDOS


- Fundamentos del diseño de elementos y actuadores mecánicos. - Cálculo de elementos de máquinas: elementos flexibles, embragues, frenos, volantes y engranajes. 

- Análisis de vibraciones en máquinas.
- Vibraciones libres de sistemas de uno y dos grado de libertad.
- Vibraciones forzadas de sistemas con un grado de libertad
- Vibraciones transitorias de sistemas con un grado de libertad.
- Métodos energéticos.
- Métodos numéricos para el análisis de elementos de máquinas.

  1. Temario detallado

Tema 1. Cálculo de elementos de máquinas: elementos flexibles, embragues, frenos, volantes y engranajes

1.1. Elementos mecánicos flexibles.

1.1.1 Introducción.

1.1.2. Bandas o correas de transmisión.

1.1.3. Transmisiones de banda plana o redonda.

1.1.4. Transmisiones de banda en V o trapeciales.

1.1.5. Transmisiones de cadena de rodillos.

1.1.6. Cables metálicos.

1.1.7. Ejes flexibles.

1.2. Embragues, frenos y volantes.

1.2.1. Introducción.

1.2.2. Consideraciones estáticas.

1.2.3. Embragues y frenos de tambor de expansión interna.

1.2.4. Embragues y frenos de contracción externa.

1.2.5. Embragues y frenos de banda.

1.2.6. Embragues de disco.

1.2.7. Embragues y frenos cónicos.

1.2.8. Volantes de inercia.

Tema 2. Análisis de vibraciones en máquinas

2.1. Introducción.

2.2. Conceptos básicos de la vibración.

2.3. Clasificación de las vibraciones.

2.4. Elementos de los sistemas vibratorios.

2.4.1. Elementos de rigidez o resorte.

2.4.2. Elementos de masa o inercia.

2.4.3. Elementos de amortiguamiento.

2.5. Construcción de modelos.

2.6. Movimiento armónico.

2.6.1. Representación vectorial del movimiento armónico.

2.6.2. Representación mediante números complejos del movimiento armónico.

2.6.3. Definiciones y terminología.

Tema 3. Vibraciones libres de sistemas de un grado de libertad.

3.1. Introducción.

 

3.2. Vibración libre de un sistema no amortiguado.

3.3. Vibración libre con amortiguamiento viscoso.

3.4. Decremento logarítmico.

3.5. Energía disipada en un amortiguamiento viscoso.

3.6. Vibración libre con amortiguamiento seco o de Coulomb.

3.7. Vibración libre con amortiguamiento histerético o estructural.

3.8. Vibración torsional.

Tema 4.Vibraciones forzadas de sistemas con un grado de libertad.

4.1. Introducción.

4.2. Ecuación de movimiento.

4.3. Respuesta de un sistema no amortiguado sometido a una fuerza armónica.

4.4. Respuesta de un sistema amortiguado sometido a una fuerza armónica.

4.5. Respuesta de un sistema amortiguado sometido a una fuerza F (  t ) =  F 0 e  i   ω   t   .

4.6. Vibraciones causadas por movimiento armónico de la base.

4.7. Vibraciones causadas por rotores desequilibrados.

4.8. Desarrollo en series de Fourier.

4.9. Espectro de frecuencia.

Tema 5. Vibraciones transitorias de sistemas con un grado de libertad.

5.1. Introducción.

5.2. Respuesta a funciones elementales.

5.2.1. Función escalón.

5.2.2. Función rampa.

5.2.3. Función exponencial decreciente.

5.2.4. Función impulso.

5.3. Combinación de funciones de fuerza.

5.3.1. Combinación de una función escalón y una función exponencial decreciente.

5.3.2. Combinación de dos funciones exponenciales decrecientes.

5.3.3. Combinación de funciones sucesivas.

5.4. Respuesta a cualquier función: Integral de Duhamel.

5.5. Análisis en frecuencia de la respuesta.

5.6. Espectro de respuesta.

Tema 6. Métodos numéricos

6.1 Fundamentos del método de los elementos finitos

6.1.1. El método de los elementos finitos

                        7.1.2. Pasos para el análisis por el MEF

                        6.1.3. Sistemas discretos y sistemas continuos

                        6.1.4. Hipótesis de discretización

                        6.1.5. Funciones de forma o interpolación

                        6.1.6. Ecuaciones generales

6.2 Aplicaciones del método de los elementos finitos 

6. METODOLOGÍA Y ACTIVIDADES
 
ACTIVIDADES HORAS PRESEN­CIALES HORAS TRABAJO AUTÓ­NOMO TOTAL HORAS CRÉDITOS ECTS COMPETENCIAS (códigos)
A67 - Actividades en pequeño grupo
  • M86 - seminarios, debates, actividades prácticas y aclaración de dudas
 10.0 15.0 25.0 1.0
A88 - Actividades en gran grupo
  • h10 - clases magistrales, exposición de teoría y ejemplos generales y conferencias
 30.0 45.0 75.0 3.0
  • CB6
  • CG1MMKTR
  • CG4MMKTR
  • CT2
  • CT5
  • E06MMKTR
TOTALES: 40.0 60.0 100.0 4.0  
 
INFORMACIÓN DETALLADA:

La asignatura se desarrollará mediante:

- Clases magistrales. Los conceptos básicos de la asignatura se presentaran mediante presentaciones multimedia, exposiciones teóricas, y realización de ejemplos.

- Sesiones de prácticas en el laboratorio. Se realizarán varias prácticas con el fin de afianzar los conceptos teóricos de sarrolados en las clases magistrales.

- Tutorías colectivas. Esta actividad se organiza en seminarios cortos donde mediante problemas se profundizará en algunos de los temas estudiados en las clases magistrales, y también se resolverán dudas delos alumnos.

- Seminarios: Se organizará un seminario alguna de las temáticas afines al contexto en el que se desarrolla la asignatura.

7. SISTEMA DE EVALUACIÓN
 
ASPECTO CRITERIOS INSTRUMENTO PESO
Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales Asistencia en actividades presenciales . 5.0%
Conceptos teóricos de la materia Participación en actividades presenciales . 5.0%
Realización de trabajos, casos o ejercicios Examen sobre los conceptos teóricos y prácticos de la materia . 75.0%
Prácticas de laboratorio/campo/uso de herramientas TIC Realizaci?n de trabajos, casos o ejercicios pr?cticos . 15.0%
El sistema de calificación se regirá por lo establecido en el RD 1125/2003 de 5 de septiembre por el que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en la titulaciones universitarias de carácter oficial
INFORMACIÓN DETALLADA:

ASISTENCIA Y PARTICIPACIÓN. Se valorará la correcta participación e intervención activa del estudiante en clase. Peso 10%.

EXAMEN DE TEORÍA. Prueba escrita sobre los contenidos teórico prácticos de la asignatura. Es preciso alcanzar una puntuación mínima de 5 puntos sobre 10 para poder aprobar la asignatura. Peso 75%.

PRÁCTICAS Y TRABAJOS. Se valorara la correcta resolución de las prácticas, trabajos y casos propuestos. Para ello se realizará una Memoria de prácticas y entrega de cuestionarios e informes. La asistencia a las sesiones prácticas de laboratorio es obligatoria, adicionalmente es preciso entregar todas las memorias de prácticas en las fechas indicadas por el profesor. La no asistencia a las prácticas o la no entrega de las memorias en las fechas establecidas por el profesor implicará que el estudiante no supere la asignatura. Se valorará positivamente la entrega de actividades propuestas por el profesor. Peso 15%.

8. DOCUMENTACIÓN / BIBLIOGRAFÍA
ESPECÍFICA O BÁSICA:
  • Diseño en ingeniería mecánica de Shigley. Edición: 9ª ed.. Autor: Budynas, Richard G.. Editorial: México [etc.] : McGraw-Hill, 2012  (C. Biblioteca)
  • Diseño en Ingeniería mecánica. Edición: 6ª ed. Autor: Shigley, Joseph Edward. Editorial: Mexico [etc.]: McGraw Hill, 2002  (C. Biblioteca)
  • Vibraciones. Edición: -. Autor: Balachandran, Balakumar. Editorial: México: Thomson International, 2006  (C. Biblioteca)
  • Diseño en ingeniería mecánica de Shigley. Edición: 9ª ed.. Autor: Budynas, Richard G.. Editorial: México [etc.] : McGraw-Hill, 2012  (C. Biblioteca)
  • Diseño en Ingeniería mecánica. Edición: 6ª ed. Autor: Shigley, Joseph Edward. Editorial: Mexico [etc.]: McGraw Hill, 2002  (C. Biblioteca)
  • Vibraciones. Edición: -. Autor: Balachandran, Balakumar. Editorial: México: Thomson International, 2006  (C. Biblioteca)
  • Finite element method [Recurso electrónico] : its basis and fundamentals. Edición: 7th ed. Autor: Zienkiewicz, O. C. Editorial: Amsterdam ; Boston : Butterworth-Heinemann, 2013  (C. Biblioteca)
  • Diseño en ingeniería mecánica de Shigley. Edición: 9ª ed.. Autor: Budynas, Richard G.. Editorial: México [etc.] : McGraw-Hill, 2012  (C. Biblioteca)
  • Diseño en Ingeniería mecánica. Edición: 6ª ed. Autor: Shigley, Joseph Edward. Editorial: Mexico [etc.]: McGraw Hill, 2002  (C. Biblioteca)
  • Vibraciones. Edición: -. Autor: Balachandran, Balakumar. Editorial: México: Thomson International, 2006  (C. Biblioteca)
  • Finite element method [Recurso electrónico] : its basis and fundamentals. Edición: 7th ed. Autor: Zienkiewicz, O. C. Editorial: Amsterdam ; Boston : Butterworth-Heinemann, 2013  (C. Biblioteca)
  • Diseño en ingeniería mecánica de Shigley. Edición: 9ª ed.. Autor: Budynas, Richard G.. Editorial: México [etc.] : McGraw-Hill, 2012  (C. Biblioteca)
  • Diseño en Ingeniería mecánica. Edición: 6ª ed. Autor: Shigley, Joseph Edward. Editorial: Mexico [etc.]: McGraw Hill, 2002  (C. Biblioteca)
  • Vibraciones. Edición: -. Autor: Balachandran, Balakumar. Editorial: México: Thomson International, 2006  (C. Biblioteca)
  • Finite element method [Recurso electrónico] : its basis and fundamentals. Edición: 7th ed. Autor: Zienkiewicz, O. C. Editorial: Amsterdam ; Boston : Butterworth-Heinemann, 2013  (C. Biblioteca)
  • Diseño en ingeniería mecánica de Shigley. Edición: 9ª ed.. Autor: Budynas, Richard G.. Editorial: México [etc.] : McGraw-Hill, 2012  (C. Biblioteca)
  • Diseño en Ingeniería mecánica. Edición: 6ª ed. Autor: Shigley, Joseph Edward. Editorial: Mexico [etc.]: McGraw Hill, 2002  (C. Biblioteca)
  • Vibraciones. Edición: -. Autor: Balachandran, Balakumar. Editorial: México: Thomson International, 2006  (C. Biblioteca)
  • Finite element method [Recurso electrónico] : its basis and fundamentals. Edición: 7th ed. Autor: Zienkiewicz, O. C. Editorial: Amsterdam ; Boston : Butterworth-Heinemann, 2013  (C. Biblioteca)
  • Diseño en ingeniería mecánica de Shigley. Edición: 9ª ed.. Autor: Budynas, Richard G.. Editorial: México [etc.] : McGraw-Hill, 2012  (C. Biblioteca)
  • Diseño en Ingeniería mecánica. Edición: 6ª ed. Autor: Shigley, Joseph Edward. Editorial: Mexico [etc.]: McGraw Hill, 2002  (C. Biblioteca)
  • Vibraciones. Edición: -. Autor: Balachandran, Balakumar. Editorial: México: Thomson International, 2006  (C. Biblioteca)
  • Finite element method [Recurso electrónico] : its basis and fundamentals. Edición: 7th ed. Autor: Zienkiewicz, O. C. Editorial: Amsterdam ; Boston : Butterworth-Heinemann, 2013  (C. Biblioteca)
  • Diseño en ingeniería mecánica de Shigley. Edición: 9ª ed.. Autor: Budynas, Richard G.. Editorial: México [etc.] : McGraw-Hill, 2012  (C. Biblioteca)
  • Diseño en Ingeniería mecánica. Edición: 6ª ed. Autor: Shigley, Joseph Edward. Editorial: Mexico [etc.]: McGraw Hill, 2002  (C. Biblioteca)
  • Vibraciones. Edición: -. Autor: Balachandran, Balakumar. Editorial: México: Thomson International, 2006  (C. Biblioteca)
  • Finite element method [Recurso electrónico] : its basis and fundamentals. Edición: 7th ed. Autor: Zienkiewicz, O. C. Editorial: Amsterdam ; Boston : Butterworth-Heinemann, 2013  (C. Biblioteca)
GENERAL Y COMPLEMENTARIA:
  • • Vibraciones mecánicas. Edición: -. Autor: S.S. Rao, E.B. Magrab. Editorial: Pearson
  • Cálculo de estructuras por el método de elementos finitos: análisis eléstico lineal. Edición: [1ª ed.]. Autor: Oñate Ibáñez de Navarra, Eugenio. Editorial: Barcelona: Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería, 1992  (C. Biblioteca)
  • • Vibraciones mecánicas. Edición: -. Autor: S.S. Rao, E.B. Magrab. Editorial: Pearson
  • Cálculo de estructuras por el método de elementos finitos: análisis eléstico lineal. Edición: [1ª ed.]. Autor: Oñate Ibáñez de Navarra, Eugenio. Editorial: Barcelona: Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería, 1992  (C. Biblioteca)
  • • Vibraciones mecánicas. Edición: -. Autor: S.S. Rao, E.B. Magrab. Editorial: Pearson
  • Cálculo de estructuras por el método de elementos finitos: análisis eléstico lineal. Edición: [1ª ed.]. Autor: Oñate Ibáñez de Navarra, Eugenio. Editorial: Barcelona: Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería, 1992  (C. Biblioteca)
  • • Vibraciones mecánicas. Edición: -. Autor: S.S. Rao, E.B. Magrab. Editorial: Pearson
  • Cálculo de estructuras por el método de elementos finitos: análisis eléstico lineal. Edición: [1ª ed.]. Autor: Oñate Ibáñez de Navarra, Eugenio. Editorial: Barcelona: Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería, 1992  (C. Biblioteca)
  • • Vibraciones mecánicas. Edición: -. Autor: S.S. Rao, E.B. Magrab. Editorial: Pearson
  • Cálculo de estructuras por el método de elementos finitos: análisis eléstico lineal. Edición: [1ª ed.]. Autor: Oñate Ibáñez de Navarra, Eugenio. Editorial: Barcelona: Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería, 1992  (C. Biblioteca)
  • • Vibraciones mecánicas. Edición: -. Autor: S.S. Rao, E.B. Magrab. Editorial: Pearson
  • Cálculo de estructuras por el método de elementos finitos: análisis eléstico lineal. Edición: [1ª ed.]. Autor: Oñate Ibáñez de Navarra, Eugenio. Editorial: Barcelona: Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería, 1992  (C. Biblioteca)
9. CRONOGRAMA

Semana

Tema

Práctica

Semana 1 (5/3 al 9/3)

Tema 1

 

Semana 2 (12/3 al 16/3)

Tema 2

 

Semana 3 (19/3 al 23/3)

Tema 3

 

Semana 4 (2/4 al 6/4)

Tema 4

Práctica de en banco de vibraciones

Semana 5 (9/4 al 13/4)

Tema 5

 

Semana 6 (16/4 al 20/4)

Tema 6

Práctica en aula de informática MEF.