secretario de educación pública subsecretario de educación
TRANSCRIPT
IIII
Secretario de Educación PúblicaSecretario de Educación Pública
Subsecretario de Educación SuperiorSubsecretario de Educación Superior
Coordinadora de Universidades PolitécnicasCoordinadora de Universidades Politécnicas
III
Elaboró:
M. C. Alan Javier López EnrIquez - Universidad Politécnica de Juventino Rosas
Primera Edición: 2012
DR 2012 Coordinación de Universidades Politécnicas.
Número de registro:
México, D.F.
ISBN-----------------
IV
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................................... 1
FICHA TÉCNICA ........................................................................................................................................ 2
PROGRAMA DE ESTUDIO ........................................................................................................................4
DESARROLLO DE LA PRÁCTICA O PROYECTO ........................................................................................5
INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN ........................................................................................................14
BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................................21
1
La presente guía de estudios es un instrumento educativo que sirve para orientar yauxiliar en el proceso de aprendizaje enseñanza de la asignatura de Análisismultifísico.
Está concebida para asistir a los estudiantes, durante su proceso formativo humano.En este sentido se pretende fortalecer la formación educativa del estudiante para quesea capaz de alcanzar los conocimientos generales con respecto a los objetivosfundamentales de la materia. La guía ofrece una visión adecuada, clara y precisa de laestructura y contenidos de la asignatura de Análisis miltifísico, para implementar unaestrategia de estudio que lo habilite para poder presentar los exámenescorrespondientes con resultados positivos.El Método de los Elementos Finitos es un método numérico de resolución deproblemas de Mecánica de Sólidos que resulta de gran importancia por su utilidadpráctica. Es una herramienta de cálculo muy potente que permite al ingenieroestructuralista resolver infinidad de problemas. Sin embargo, es un método que noproporciona la solución “exacta” a un problema dado, sino que, en realidad, posibilita
obtener una solución aproximada que, con el juicio ingenieril que se le supone alcalculista, puede ser más que suficiente para la resolución de un problema práctico.Su idea básica no puede ser más sencilla: dado un sólido, sometido a un sistema decargas y coaccionado por unas ligaduras, el método consiste en subdividir el sólido enpequeñas partes (elementos) interconectadas entre sí a través de los nudos de loselementos, de manera que suponemos que, el campo de desplazamientos en elinterior de cada elemento, puede expresarse en función de los desplazamientos quesufren los nudos del elemento (desplazamientos nodales); posteriormente, se podrádeterminar la matriz de rigidez de cada elemento, las cuales una vez ensambladas(siguiendo los pasos del análisis matricial de estructuras), permitirán la obtención delos desplazamientos en los nudos de cada elemento. De esa manera, una vezconocidos dichos desplazamientos, podríamos determinar, de una forma aproximadacomo ya se dijo antes, las tensiones y las deformaciones en el interior del elemento.
2
Nombre: Análisis multifisico
Clave: ANM-ES
Justificación:
En la realidad los problemas presentes en la ingeniería automotricesinvolucran varios fenómenos físicos que van interrelacionados y cuyasolución es difícil de encontrar en forma analítica. Mediante el uso desoftware basado en el método de elemento finito se puede analizar conaceptable precisión problemas multifísicos.
Objetivo:El alumno será capaz de entender los principios básicos del método deelemento finito y poder analizar problemas que involucren varios fenómenosfísicos mediante software.
Habilidades:
VALORESRespeto. Responsabilidad. Honestidad. Trabajo en equipo. LealtadSolidaridadHABILIDADESLectura y escritura. Comunicación oral y escrita. Razonamiento matemático.Seleccionar información. Uso de las tecnologías informáticas y decomunicación.CAPACIDADESCapacidades de análisis y síntesis para aprender, resolver problemas,aplicar los conocimientos en la práctica, adaptarse a nuevas situaciones,cuidar la calidad, gestionar la información y trabajar en forma autónoma yen equipo.
Capacidades para aplicar normas de seguridad, higiene y medio ambiente.Liderazgo. Lectura y escritura. Comunicación oral y escrita.Razonamiento matemático. Capacidad de comprensión. Seleccionarinformación.Capacidades para análisis y síntesis para aprender, para resolverproblemas, aplicar los conocimientos en la práctica, adaptarse a nuevassituaciones, cuidar la calidad, gestionar la información y para trabajar enforma autónoma y en equipo.Aplicar normas de seguridad, higiene y medio ambiente.
3
Competencias
genéricas a
desarrollar:
Capacidades para análisis y síntesis; para aprender; para resolver problemas; paraaplicar los conocimientos en la práctica; y para trabajar en forma autónoma y enequipo
Capacidades a desarrollar en la
asignatura
Competencias a las que contribuye la
asignatura
Realizar análisis multifísico mediantemodelos matemáticos para la verificaciónde funcionamiento de sistemasautomotrices
Recopilar información técnicaexperimental mediante el uso deherramientas computacionales paradiagnosticar el estado del sistema y partesque lo integran
Estimación de tiempo(horas) necesario para
transmitir el aprendizajeal alumno, por Unidad
de Aprendizaje:
Unidades deaprendizaje
HORAS TEORÍA HORAS PRÁCTICA
presencialNo
presencial presencialNo
presencial
1. Introducción alanálisis multifísico
4 1 0 0
2. Preproceso 2 1 6 1
3. Análisis estructural 2 1 6 1
4. Análisis térmico 2 1 6 1
5. Análisis devibraciones
4 2 8 4
6. Introducción a lasno lunealidades 10 2 6 4
Totales24 8 32 11
Total de horas porcuatrimestre:
75
Total de horas porsemana:
4
Créditos: 5
4
Cuestionario sobre fundamentos
delpreproceso,definirdemanera
adecuadaelmodelo físico,yaplicarde
maneracorrecta las condicionesde
frontera
seencuentren efectos termo-
estructuralesen piezas automotrices
endondeseinvolucrenlas no
linealidades
1 6
2 1 6
1.Cuestionario sobre
fundamentos del
preproceso,definir de
maneraadecuadael
modelo físico,y aplicarde
maneracorrectalas
condicionesdefrontera.2.
Hojadecotejo depractica
desimulación (preproceso)
1
1
Documental
1.Cuestionario sobre los
fundamentos delanálisis
estático estructural2. Hoja
decotejo desimulación
(estático estructural)
1-Cuestionario sobre la
importanciadel análisis
multifisico aplicadoa la
simulaciónde piezas
automotrices
Documental
OBSERVACIÓN
1.Cuestionario sobre los
fundamentos delanálisis
térmico aplicadoa piezas
automotrices2.Hojade
cotejo desimulación
(térmico estructural)
automotrices.
2 8X 4
Documental
DocumentalNA
Documental
1)Exposición
2)Utilización de
diagramas,ilustraciones y
esquemas.
3)Estudio decas o.
1)Utilizar diagramas,
ilustracionesy esquemas.
2)Investigación
bibliográf ica 3)
Resolversituaciones
problemáticas
Computadoray proyectorx NA
Pizarróny diapositivas
electrónicas.A cceso a
internet,software de
elementos finitos
4
1)Exposición
2)Utilización de
diagramas,ilustraciones y
esquemas.
3)Estudio decas o.
1.Cuestionario sobre los
fundamentos delas
vibracionesmecánicas 2.
Hojadecotejo de
simulación(Vibraciones)
caso
1.Cuestionario sobre los
fundamentos deproblemas
deno linealidad,tipos de
contactos,materiales no
linealesetc.2. Hojade
cotejo desimulación (No
linealidades)
6 4 Documental
Pizarróny diapositivas
electrónicas.A cceso a
internet,software de
elementos finitos
Co mputa do ra y proye ctor 10
1)Utilizar diagramas,
ilustracionesy esquemas.
2)Investigación
bibliográf ica 3)
Resolversituaciones
problemáticas
X x NA NAcaso
2
Simulacióndeproblemas endonde
Conocerlos conceptos básicos desimulación yanálisis de
sistemas mediante laherramientade simulación,así como su
uso enaplicaciones industriales.
· Analizarsituacionesy problemáticas desistemas estáticos
estructuralesy def inircualmétodo desolucióneselmejor.
· Simularsist emas estáticos estructuralaplicandolo s
conceptos delmétodo deelementos finitos .
fundamentos delanálisis estático
estructural
1
1
X x NA NA
x
2
6 1
investigación
bibliográf ica
NA 0 0
Pizarróny diapositivas
electrónicas.A cceso a
internet,software de
elementos finitos
Computadora yproyector 4
NA NA
1)Utilizar diagramas,
ilustracionesy esquemas.
2)Investigación
bibliográf ica 3)
Resolversituaciones
problemáticas
2x
Computadoray proyector
Computadoray proyector
1)Exposición
2)Utilización de
diagramas,ilustraciones y
esquemas.
3)Estudio decas o.
1)Exposición
2)Utilización de
diagramas,ilustraciones y
esquemas.
3)Estudio decas o.
1)Utilizar diagramas,
ilustracionesy esquemas.
2)Investigación
bibliográf ica 3)
Resolversituaciones
problemáticas
· Analizary simularproblemas que involucrencuestiones
térmicas-estructurales,obtenciónde flujos decalor ,
deformacionesyesfuerzos causados porcuestiones térmicas.
· Pr oponeraccionesdemejoraparaeldiseño deelementos
X
1)Exposición
2)Utilización de
diagramas,ilustraciones y
esquemas.
3)Estudio decas o.
fundamentos delanálisis térmico
aplicadoa piezas automotrices
P1.Estudio de
caso
Pizarróny diapositivas
electrónicas.A cceso a
internet,software de
elementos finitos
caso
Pizarróny diapositivas
electrónicas.A cceso a
internet,software de
elementos finitos
Computadoray proyector
Análisis ysimulación depr oblemas
· Analizarysimularproblemas depiezas mecánicas,enel q ue
seencuentren presentesproblemas generados o debidos a
vibracionesmecánicas.
fundamentos deproblemas deno
linealidad,tipos decontacto s,materiales
no lineales etc.
fundamentos delas vibraciones
mecánicas
· Conocerlos conceptos deno linealidades,además dela
importanciadeltemaaplicadoa laindustriaautomotriz
Cuestionario sobre los
Proyecto de
NA
Pizarróny diapositivas
electrónicas.A cceso a
internet,software de
elementos finitos
NAcaso
X
1)Utilizar diagramas,
ilustracionesy esquemas.
2)Investigación
bibliográf ica
X x NA
1)Exposición
2)Utilización de
diagramas,ilustraciones y
esquemas. 3)
Investigaciónbibliográf ica
1)Utilizar diagramas,
ilustracionesy esquemas.
2)Investigación
bibliográf ica 3)
Resolversituaciones
problemáticas
Conocerlos pasosnecesarios previstos alasoluciónde
sistemas multif isicos,asícomo lacorrectaaplicacióndelas
condicionesde frontera
Estudio de
Cuestionario sobre los
Estudio de
Cuestionario sobre los
Cuestionario sobre los
Estudio de
Estudio de
Nombre de la asignatura: Análisis multifísico
Nombre de la Unidad de Aprendizaje: Pre proceso
Nombre de la práctica o proyecto: Aplicación del pre proceso en el estudio de piezasautomotrices
Número: 1 Horas de duración: 2
Resultado de aprendizaje: Al completar la unidad de aprendizaje, el alumno será
capaz de:
5
Nombre de la asignatura: Análisis multifísico
Nombre de la Unidad de Aprendizaje: Pre proceso
Nombre de la práctica o proyecto: Aplicación del pre proceso en el estudio de piezasautomotrices
Número: 1 Horas de duración: 2
Resultado de aprendizaje: Al completar la unidad de aprendizaje, el alumno será
capaz de:
* Conocer los pasos necesarios previstos a la solución
de sistemas multifisicos, así como la correcta
aplicación de las condiciones de frontera
Requerimientos (Material o equipo): Laboratorio de simulación, pizarrón, cañón,
computadora, software de elementos finitos.
Actividades a desarrollar en la práctica:
En el siguiente problema describa y aplique los pasos del pre proceso de la teoría de
elementos finitos, describa las condiciones de frontera, discretise en varios elementos según
combenga
6
Evidencias a las que contribuye el desarrollo de la práctica:
EP2: Representar las partes del motor automotriz alternativo en la figura anterior.