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SLABO WMA7 ANLISIS EN LA ING. USANDO EL MTODO DE ELEMENTOS FINITOS

2015-2

1. DATOS GENERALES Facultad: Ingeniera Industrial y Mecnica Carrera: Ingeniera Mecnica e Ingeniera de Diseo Computacional Nmero de crditos: 03 Coordinador: Luis Carlos Castillo Martnez Requisitos: WM40 Anlisis Matemtico IV

2. FUNDAMENTACIN

Desarrollar en el alumno la comprensin del uso del mtodo de los elementos finitos, como herramienta de clculo en problemas de anlisis de estructuras complejas, as como el anlisis de diseos de estructuras mecnicas de casos tpicos encontrados comnmente en el rea de ingeniera.

3. SUMILLA

Modelado por elementos finitos. Mtodo de Matriz de rigidez. Deformacin de barras y flexin de vigas (cargas, condiciones de frontera y efectos de temperatura). Mtodos de energa (Mtodo de Rayleigh-Ritz y de Galerkin). Anlisis de prticos y armaduras planas. Esfuerzos y deformaciones en el plano. Placas planas y tuberas sometidas a presin.

4. LOGROS DE APRENDIZAJE a) El alumno comprende y explica la metodologa de los elementos finitos y su

aplicacin a los problemas de ingeniera. b) El alumno modela problemas de estructuras mecnicas y analiza los resultados

numricos encontrados a partir de la simulacin.

5. CONTENIDOS

Introduccin Semana 01

Modelado por Elementos Finitos Semana 02

Mtodo de Matriz de rigidez - Anlisis de un Elemento resorte Semana 03

Evaluacin prctica del curso (PC01) Semana 04

Deformacin de Barras Semana 05

Efectos de la Temperatura Semana 06

Flexin de Vigas Semana 07

Evaluacin prctica del curso (PC02) Semana 08

Mtodos de Energa Semana 09

Anlisis de Prticos Semana 10

Anlisis de Armaduras planas Semana 11

Evaluacin prctica del curso (PC03) Semana 12

Esfuerzos y Deformaciones en el plano Semana 13

Modelado de Placas planas y de Tuberas Semana 14

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6. METODOLOGA Dictado de clases terico-prcticas con ayuda de herramientas multimedia y laboratorios, promoviendo el aprendizaje basado en evidencias. Se tratarn temas prcticos de la especialidad durante el desarrollo del curso. La interaccin con los estudiantes es permanente (dilogos, debates y resolucin de problemas), se fomentar el trabajo en equipo en el saln de clases y el aprendizaje autnomo con trabajos de investigacin.

7. SISTEMA DE EVALUACIN

El promedio final del curso ser: PF = (0.2PC1+0.2PC2+0.2PC3+0.4EF)

Donde: PF es promedio final del curso. PC1 es prctica calificada grupal de 4 estudiantes. PC2 y PC3 son prcticas calificadas individuales. EF es Examen Final.

Nota:

Slo se podr rezagar el Examen Final.

El examen rezagado incluye los contenidos de todo el curso.

No se elimina ninguna prctica calificada.

La nota mnima aprobatoria es 12 (doce).

8. FUENTES DE INFORMACIN Bibliografa base:

CHANDRUPATLA, T. R. Introduccin al estudio del Elemento Finito en Ingeniera. 2da. Edicin. Editorial Prentice Hall Inc., Mxico, 1999.

MOAVENI, S. Finite element analysis: Theory and Application with ANSYS. 3ra. Edicin. Editorial Pearson Education Inc., U.S.A., 2007.

Bibliografa complementaria:

CHAPRA, S. C. Mtodos Numricos para Ingenieros. 5ta. Edicin. Editorial McGraw-Hill/Interamericana Editores S.A., Mxico, 2007.

9. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

Semana Contenidos o temas Actividad

Semana 1

Modelado por elementos finitos Introduccin. Definiciones. Fundamentos. Aplicaciones. Teora de elasticidad. Discretizacin. Mtodos numricos. Mtodos matriciales. Principio de energa.

Revisin de conceptos previos, requeridos por el curso, por medio de preguntas.

Semana 2

Mtodo de la matriz de rigidez Derivacin de la matriz. Tratamiento de las cargas, condiciones de frontera y efectos de temperatura.

Reconoce los principios del modelado numrico.

Semana 3

Anlisis de un elemento resorte Consideraciones en la matriz de rigidez. Condiciones de contorno. Modelado y anlisis de resultados.

Modela elementos tipo resorte con la tcnica de los elementos finitos.

Semana 4

Evaluacin prctica del curso (PC01) Prctica calificada Nro.01

Prctica Calificada 1.

Semana 5

Deformacin de barras Elemento barra. Tratamiento de las cargas axiales. Modelado y anlisis de resultados.

Modela y analiza barras estructurales sometidas a la accin de cargas axiales.

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Semana 6

Efectos de la temperatura Consideraciones en la matriz de rigidez. Tratamiento de la informacin de temperatura. Modelado.

Modela y analiza el comportamiento de los elementos por efecto de las temperaturas.

Semana 7

Flexin de vigas Elemento viga. Tipo de apoyos. Fuerzas cortantes concentradas y distribuidas. Momentos de flexin.

Modela y analiza vigas sometidas a la accin de cargas combinadas.

Semana 8

Evaluacin prctica del curso (PC02) Prctica calificada Nro.02

Prctica Calificada 2.

Semana 9

Mtodos de energa Principio de conservacin de energa. Deformaciones virtuales. Mtodo de Rayleigh-Ritz. Mtodo de Galerkin.

Prctica dirigida de cmo plantear los mtodos virtuales de deformacin.

Semana 10

Anlisis de prticos Arreglo de vigas. Vigas con orientaciones arbitrarias. Soporte inclinados. Anlisis de sub-estructuras.

Modela y analiza arreglo de vigas (estructuras) con software.

Semana 11

Anlisis de armaduras planas Modelado. Consideraciones para transformaciones de coordenadas. Coordenadas locales y globales. Modelado. Efectos de la temperatura. Clculo de esfuerzos y deformaciones. Anlisis de resultados.

Practica dirigida para el modelado de estructuras mecnicas en el plano.

Semana 12

Evaluacin prctica del curso (PC03) Prctica calificada Nro.03

Prctica Calificada 3.

Semana 13

Esfuerzo y deformaciones en el plano Modelado por elementos finitos. Deformacin triangular constante (elemento CST).

Anlisis de tcnicas avanzadas de modelado.

Semana 14

Modelado de placas planas y de tuberas Condiciones de tensin. Consideraciones de simetra y asimetra. Anlisis de resultados. Condiciones de tensin. Consideraciones de simetra y asimetra. Anlisis de resultados.

Analiza y modelado de elementos complejos comunes en ingeniera.

Semana 15 Examen Final

FECHA DE ACTUALIZACIN: 01/03/2015.