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Academic Year/course: 2022/23

30112 - Mechanics


Syllabus Information

Academic Year:
2022/23
Subject:
30112 - Mechanics
Faculty / School:
175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia
179 - Centro Universitario de la Defensa - Zaragoza
Degree:
425 - Bachelor's Degree in Industrial Organisational Engineering
563 - Bachelor's Degree in Industrial Organisational Engineering
ECTS:
6.0
Year:
2
Semester:
First semester
Subject Type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

The main goal of the subject is to build graduate engineers with the particular ability to carry out the analysis of machines, mechanisms and mechanical systems. Accordingly, learners will be able to understand a wide range of physical phenomena, develop creative abilities for technological design and analytical procedures for problems resolution, with the aim of application of the acquired knowledge.

The combination of the competences achieved leads the graduated engineers on Industrial Organisational Engineering to obtain a versatile education, being able to access a wide field of professional positions.

The main goal of the subject guarantee graduate engineers to acquire competences that will be included in the following sections.

SPECIALIZATION IN BUSINESS AND DEFENSE

These approaches and objectives are in line with the following Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations 2030 Agenda (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), in such a way that the acquisition of the course learning outcomes provides training and competence to contribute to their achievement to some degree.

Goal 4: Quality Education

Goal 9: Build resilient infrastructure, promote sustainable industrialization and foster innovation

1.2. Context and importance of this course in the degree

This subject belongs to the common training module to face, in addition to the generic competences of the Industrial Organization Engineer, knowledge about the principles of machine theory and mechanisms.

Brief presentation of the subject

Mechanical engineering is a huge part field of engineering that involves the use of the principles of physics for the analysis, design and manufacture of mechanical systems. Traditionally, it has been the branch of engineering that using the application of physical principles has allowed the creation of useful devices, such as tools and machines.

Mechanical Engineering is the branch of the machines, equipment and facilities always keeping in mind ecological and economic aspects for the benefit of society. To fulfill its task, mechanical engineering analyzes the needs, develops and solves technical problems through interdisciplinary work, and supported on scientific developments, transforming them into elements, machines, equipments and facilities that provide an suitable service, through rational and efficient use of the available resources.

 

1.3. Recommendations to take this course

Students enrolled in this subject are recommended to have pursued the subject Fisica I, where the fundamental concepts required and employed in the present subject are explained.

2. Learning goals

2.1. Competences

After passing the subject, the learner will be competent to:

C04 - Ability to solve problems and take decisions with initiative, creativity and critical reasoning.

C06 - Ability to communicate knowledge and skills in Spanish.

C07 - Ability to use techniques, skills and tools necessary to practise engineering.

C11 - Ability to continue learning and develop self-learning strategies.

C21 - Knowledge of the principles of the theory of machines and mechanisms.

2.2. Learning goals

The student, to overcome this subject, must demonstrate the following results:

To obtain knowledge from the combination of movements. Inertial and non-inertial reference systems.

To define and identify the parameters involved in the movement of a mechanical system as well as its degrees of freedom.

To know the application of forces that emerge in the interaction between solids in mechanical systems.

To know the application to mechanical systems of the concepts of mass center and inertia tensor.

To know the application of theorems of vector calculus to mechanical systems and interpret the results obtained. Newton’s laws and conservation principles.

To obtain knowledge and employ software of modelling of mechanical systems.

2.3. Importance of learning goals

This subject has a strong engineer character supporting the learning with content of immediate applicability in the present professional market.  The learner will acquire through the learning goals the ability required to understand the operation of machines and mechanisms, which will be essential to design and setup any mechanical application within the field of Industrial Organisation Engineering.

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

The student must demonstrate to have attained the expected learning outcomes through the following assessment activities.

DEFENCE PROFILE

Assessment methodology

FIRST CALL

Continuous assessment:

The students will be able to pass the total of the subject by the continuous assessment procedure. To do this, they must demonstrate that they have achieved the expected learning outcomes by passing the assessment instruments indicated below, which will be carried out throughout the semester:

  1. Written exam. Consists of the assessment of Statics 2D. Its weight in the final grade is 20%.
  2. Written exam. Consists of the assessment of Kinematics and Dynamics 2D. Its weight in the final grade is 30%. 
  3. Written exam. Consists of the assessment of Geometry of Mass, Rigid Solid 3D and Machines Theory. Its weight in the final grade is 30%.
  4. Practice sessions and quizzes. Consists of Computer Simulations of Mechanical Systems and the assessment of each simulation. Its weight in the final grade is 20%. 

In the final mark of the continuous assessment (100%) all the assessment instruments carried out throughout the course and its weight will be taken into account. To pass the subject, the student’s final grade (FG) must be equal to or greater than 5, calculated in the following manner:

FG = EG + PG

  • EG is the sum of each of the written exams (EG1: grade over a total of 2 points, EG2: grade over a t total of 3 points, EG3: grade over a total of 3 points) EG = EG1 + EG2 + EG3
  • PG is the grade corresponding to the practice sessions (grad over 2 points)

- It is mandatory to get a minimum grade of 4 points in the written exams (EG) and 1 point in the practical sessions (PG).

 

 

Final Exam:

The students who do not pass the subject by continuous assessment or who would like to improve their grades, will have the right to take the Final Exam set in the academic calendar, prevailing, in any case, the best of both grades. This global assessment will be equivalent to the continuous assessment test described and will have the 100% weight in the final grade. It will be possible to take the global exam as a whole or just the necessary parts to obtain a final grade higher or equal to 5. In order to pass the subject, the students grade must be at least 4 in the written exams and 1 in the practice sessions and quizzes. 

 

SECOND CALL

Final Exam:

The students who do not pass the subject in the first call may take the Final Exam set in the academic calendar for the second call. This Final Exam will consist of an unique exam and its weight is 100%. To pass the subject, the student’s final grade must be equal to or greater than 5.

 

Assessment criteria

Criterios de evaluación

The assessment criteria are established on the basis of the learning outcomes of the subject.

 

SPECIALIZATION IN BUSINESS

The assessment must be understood as a continuous and individualized process throughout the entire teaching-learning period, prioritizing the capacities and abilities of each student, as well as their performance.
At the beginning of the course, the student will choose one of the following two assessment methodologies:


A) A continuous assessment system, which is carried out throughout the entire learning period. Characterized by the obligation to take and pass the practical tests, partial exams and academic tasks proposed in the subject, within the deadlines established for this purpose. In this case, the student does not have to take a final exam.
B) A global assessment test, showing the achievement of learning results, at the end of the teaching period. Characterized by not taking or not passing the practical tests, partial exams or academic work proposed in the subject. In this case, the student must compulsorily take the final exam.


Breakdown and content of each assessment system:
The continuous assessment system consists of three blocks that are explained below. The first condition is that the student must attend at least 80% of the classroom activities.


1st Block: Continuous assessment exercises: The student will carry out a total of 5 continuous assessment exercises (one per chapter) on a compulsory basis in the continuous assessment system, which will be distributed throughout the course. Each exercise will be delivered to the student once the corresponding theory topics and exercises have been completed. The student will have a week to do it and deliver it to the teacher, since this activity is continuous and should not be delayed in time. The continuous assessment exercise will be very similar to the exercises carried out in class. In addition, the student will have tutorials to answer any questions about it. This activity will globally account for 30% of the final grade for the course. To take this grade into account the student must meet two requeriments:

  • 1st They will have to deliver all the exercises within the period given by the teacher. Otherwise, this activity will be considered as a fail (except for properly justified major cause)
  • 2nd They will have to obtain a minimum of 3.0 in each exercise. And you must obtain a minimum grade of 4.0 with all the exercises included. If not, this activity will be considered as a fail.

2nd Block: Written tests for continuous assessment. The student will take a total of four compulsory written tests in the continuous assessment system, which will be distributed throughout the course. These tests will include theoretical questions and exercises on the corresponding topics. The duration of the test will be a minimum of two hours of classes and a maximum of three, depending on the case. This activity will globally account for 50% of the final grade of the course, to take this mark into account, the student must fulfill two requirements:

  • 1st They will have to turn up in all the tests in the date given by the professor. Otherwise, this activity will be considered as a fail (except for properly justified major cause).
  • 2nd They will have to obtain a minimum of 3.0 in each test. And they must obtain, including all the tests, a minimum grade of 4.0. If not, this activity will be considered as a fail.

3rd Block: Computer-Assisted Practices. The student will carry out two compulsory practice sessions in the continuous assessment system, which will be distributed throughout the course, according to the planning chart. This activity will globally account for 20% of the final grade for the course, to take this grade into account the student must meet two requirements:

  • 1st They will have to attend all practice sessions on the date given by the teacher. Otherwise, this activity will be considered as a fail (except for properly justified major cause).
  • 2nd They will have to obtain a minimum of 3.0 in each practice. And they must obtain a minimum grade of 4.0 including all the practices. If not, this activity will be considered as a fail.

Prior to the first call, the teacher will notify each student whether or not they have passed the subject depending on the use of the continuous assessment system, based on the sum of the scores obtained in the different activities carried out throughout it. according to the formulation:
Final mark of the subject in THE first call = 50% A + 30% B + 20% C
A = Average grade of written tests
B = Average grade of exercises
C = Average mark of practice task
Thus, they must obtain a minimum grade of 5.0 to pass the course, fulfilling all the above mentioned and explained requirements. The students who have passed the subject in this way, will be allowed to increase their grade on the first call (never to lower it).


Global Test: In case of not passing with the previous system, the student will have two additional calls (June and September) with a global assessment test. This test will be unique with theory and exercises representative of the entire syllabus of the subject contributing 100% to the final grade of the course.

 

 

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

SPECIALIZATION IN BUSINESS

The approach, methodology and assessment of this guide are intended to be the same for any teaching scenarios. They will be adapted to the socialhealth situation at any particular time, as well as to the instructions given by the authorities concerned.

Strong interaction between the teacher/student. This interaction is brought into being through a division of work and responsibilities between the students and the teacher. Nevertheless, it must be taken into account that, to a certain degree, students can set their learning pace based on their own needs and availability, following the guidelines set by the teacher.

The current subject (Mechanical Engineering) is conceived as a stand-alone combination of contents, yet organized into three fundamental and complementary forms, which are: the theoretical concepts of each teaching unit, the solving of problems or the resolution of questions and laboratory work, at the same time supported by other activities.

The organization of teaching will be carried out using the following steps:

  • Lectures: Theoretical activities carried out mainly through exposition by the teacher, where the theoretical supports of the subject are displayed, highlighting the fundamental, structuring them into topics and or sections, interrelating them.
  • Practice Sessions: The teacher resolves practical problems or cases for demonstrative purposes. This type of teaching complements the theory shown in the lectures with practical aspects.
  • Laboratory Workshop: Practical activities will be conducted in the computer room 1.1 software simulation mechanisms (GIM16.0) with the presence and teacher mentoring.
  • Individual Tutorials: Those carried out giving individual, personalized attention with a teacher from the department. Said tutorials may be in person or online

DEFENCE PROFILE

The approach, methodology and assessment of this course is prepared to be equivalent in any teaching scenario. It will be adjusted to the socio-sanitary conditions of each moment, as well as to the indications given by the competent authorities.

The teaching will be structured  as follows:

A) There will be in-class and non-in-class activities.

The in-class activities can be,

      - Theoretical sessions

      - Problem solving and practical sessions 

      - Tutoring sessions

The non-in-class activities will consist on,

      - computer simulations

      - autonomous work from the student 

B) Moreover, there will be tree activities corresponding to the continuous assessment, quizzes corresponding to the computer simulations and a final exam.

4.2. Learning tasks

 

SPECIALIZATION IN BUSINESS

The program offered to the student to help them achieve their target results is made up of the following activities...

Involves the active participation of the student, in a way that the results achieved in the learning process are developed, not taking away from those already set out, the activities are the following:

  • Face-to-face generic activities:

Theory Classes: The theoretical concepts of the subject are explained and illustrative examples are developed as a support to the theory when necessary.

Practical Classes: Problems and practical cases are carried out, complementary to the theoretical concepts studied.         

Laboratory Workshop: This work is tutored by a teacher, in groups of no more than 20 students.

  • Generic non-class activities:

Study and understanding of the theory taught in the lectures.

Understanding and assimilation of the problems and practical cases solved in the practical classes.

Preparation of seminars, solutions to proposed problems, etc.

Preparation of laboratory workshops, preparation of summaries and reports.

Preparation of the written tests for continuous assessment and final exams.

The subject has 6 ECTS credits, which represents 150 hours of student work in the subject during the trimester, in other words, 10 hours per week for 15 weeks of class.

A summary of a weekly timetable guide can be seen in the following table. These figures are obtained from the subject file in the Accreditation Report of the degree, taking into account the level of experimentation considered for the said subject is moderate.

Activity

Weekly  school hours

Lectures

3

Laboratory Workshop

1

Other Activities

6

DEFENCE PROFILE

1. Theoretical and exercises master sessions. In these sessions, the teacher will detail the theoretical basis of the subject. Moreover, these will be complemented with exercises sessions in which the teacher will highlight the applications of the basic concepts and will provide the students with general guidelines for solving exercises. These which will be extracted from the collections proposed for each block.

2. Practice sessions. These are compulsory in-class activities which the student has to complete to pass the subject. The practical sessions will consist of simulation of mechanical systems. Groups for performing the computer lab sessions will be made up of two (exceptionally of three) students. Before beginning the sessions the students will be provided with guidelines where the theoretical principles and the motivation of the practical can be consulted. In addition, each group will complete during the session a written questioner which will be handed in at the end of the class.

3. Tutorials. These will be used for orienting and guiding the learning process of the students adequately.

4.3. Syllabus

 

The course will address the following topics: 

SPECIALIZATION IN BUSINESS 

  • Chapter 1: Structural Analysis of Mechanisms Plans
  • Introduction: Historical development of the theory of mechanisms and machines
    • Terminology mechanisms
    • Classifications of elements and kinematic pairs of a mechanism
    • Mobility and Degrees of Freedom: Criteria Grübler
    • Act Grashoff Theorem and Graphical Analysis
    • Obtaining a mechanism kinematic scheme
  • Chapter 2: Kinematic Analysis of Mechanisms Plans
    • Statement of the problem Kinematic
    • Relative Movement Plano
    • Relative Instant Center
    • Determination of the instantaneous centers mechanism
    • Theorem Aronhold -Kennedy
    • Calculation of speed of a mechanism analytically
    • Calculation of speed of a mechanism graphically
  • Chapter 3: Dynamic Analysis of Mechanisms Plans
    • Dynamic Approach problem
    • Calculation of acceleration of a mechanism analytically
    • Calculation of acceleration of a mechanism graphically
    • Forces of inertia mechanisms
    • Balance mechanisms
  • Chapter 4: Kinematic Analysis of Gear and Gear Trains
    • Gears: Gear Fundamental Law
    • Classification of Gears
    • Gear Trains
    • Classification Gear Trains
    • Applications: Differential of a vehicle
  • Chapter 5: Theory of Mechanical Vibrations
    • Fundamental concepts in vibration
    • Systems degree of freedom
    • Free Vibrations in systems of one degree of freedom
    • Vibrations systems forced a degree of freedom
    • Resonance Phenomenon

DEFENCE PROFILE

  • 0. INTRODUCTION
    • 0.1. Presentation. Review of vector calculus.
    • 0.3. Equivalent force-momentum systems.
  • 1. STATICS 
    • 1.1. Equilibrium conditions. Free body diagram. Reaction forces.
    • 1.2. Distributed forces. Centre of gravity.
    • 1.3. Static friction. Case studies: overturns, friction bands and wedges.
    • 1.4. Practical session of simulation: Dimension of a clutch.
  • 2. KINEMATICS 2D
    • 2.1. Types of motion. Motion around a fixed axis.
    • 2.2. General plain motion. Instant Rotation Centre. Degrees of freedom.
    • 2.3. Practical session of simulation: Kinematic study of a crank-rod-piston mechanism.
  • 3. DYNAMICS 2D
    • 3.1. Dynamic variables. Linear momentum. Angular momentum. Kinetic energy.
    • 3.2. Fundamental equations. D’Alembert principle and inertia forces. Theorems of linear and angular momentums.
    • 3.3. Theorem of energy and work
  • 4. GEOMETRY OF MASS 
    • 4.1. Moments of inertia and products of inertia. Inertia tensor.
    • 4.2. A theorem of Steiner. Composed bodies.
  • 5. RIGID SOLID 3D
    • 5.1. Relative motion. Absolute and relative velocity. Absolute, relative and Coriolis acceleration.
    • 5.2. Statics and Dynamics generalization in 3 D
      • 5.2.a) Three-dimensional motion: about a fixed point and general case.
      • 5.3.b) Motion on Earth’s surface.
      • 5.4.c) Three-dimensional motion. Balancing of rotors.
    • 5.3. Practical session of simulation: Dimension of the traction system of a spy robot.
  • 6. MACHINES THEORY 
    • 6.1. Design of mechanical mechanisms.
    • 6.2. Transmission of motion.
    • 6.3. Degrees of freedom. The Grübler criterion.

4.4. Course planning and calendar

SPECIALIZATION IN BUSINESS

 

weeks

 

WEEKLY PLANNING SEMESTER

 

1ª

2ª

 

 

Topic 1

 

 

Exercise No. 1 Continuous Assessment

 

 

3ª

4ª

5ª

6ª

 

 

 

Topic 2

 

Exercise No. 2 Continuous Assessment

 

1st Practice with software GIM (Topic 1 and 2)

 

1st Written Test ( Topic 1 and 2)

 

 

7ª

8ª

9ª

 

 

 

Topic 3

 

Exercise No. 3 Continuous Assessment

 

2nd Practice with software GIM (Topic 3)

 

2nd Written Test (Topic 3)

 

 

10ª

11ª

12ª

 

 

 

 

 

Topic 4

 

Exercise No. 4 Continuous Assessment

 

 

3rd Written Test (Topic 4)

 

13ª

14ª

15ª

 

 

Topic 5

 

Exercise No. 5 Continuous Assessment

 

4th Written Test ( Topic 5)

 

The weekly schedule of the subject will be published at http://www.eupla.unizar.es/asuntos-academicos/calendario-y-horarios

The dates of the global evaluation test (official calls) will be published at http://www.eupla.unizar.es/asuntos-academicos/examenes

DEFENCE PROFILE

Check section 4.3 in order to obtain a detailed schedule, which specifies the number of hours dedicated to each of the topics in which the subject is divided.

The subject consists of 6 ECTS credits, which represent 150 hours of student work in the subject during the semester.

40% of this work (60 h.) will be done in the classroom, and the rest will be autonomous. The teaching team will inform in advance of the dates in which activities to be evaluated will be carried out.

For information about:

- Academic calendar (school term, holiday dates, exam period).

- Schedules and classrooms.

- Dates in which the exams of the official calls will take place.

Consult the following websites: http://cud.unizar.es

- Moodle webpage of the subject

4.5. Bibliography and recommended resources

 

SPECIALIZATION IN BUSINESS

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=30112

 

Material

Format

Topic theory notes

Topic problems

Paper/repository

Topic theory notes

Topic presentations

Topic problems

Related links

Digital/Moodle

E-Mail

Educational software  GIM

1. In the bibliography cite:

Petuya, V.; Macho, E.; Altuzarra, O.; Pinto, C. and Hernández, A. "Educational Software Tools for the Kinematic Analysis of Mechanisms". Comp. Appl. Eng. Education. First published online: February 24, 2011. DOI: 10.1002 cae.20532. ISSN: 1061-3773.

2. In the acknowledgements cite:

The authors wish to acknowledge Alfonso Hernández, CompMech, Department of Mechanical Engineering, UPVEHU for the permission to use the GIM® software. (www.ehu.es/compmech).

 



 

 


Curso Académico: 2022/23

30112 - Mecánica


Información del Plan Docente

Año académico:
2022/23
Asignatura:
30112 - Mecánica
Centro académico:
175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia
179 - Centro Universitario de la Defensa - Zaragoza
Titulación:
425 - Graduado en Ingeniería de Organización Industrial
563 - Graduado en Ingeniería de Organización Industrial
Créditos:
6.0
Curso:
2
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

El objetivo general de la asignatura es formar titulados preparados específicamente para llevar a cabo el análisis de máquinas, mecanismos y sistemas mecánicos, lo que implica que deben ser capaces de entender un amplio espectro de fenómenos físicos, desarrollar habilidades creativas en diseño tecnológico así como habilidades analíticas y de resolución de problemas con el fin de poder aplicar los conocimientos adquiridos.

La combinación de las competencias adquiridas implica que los Graduados en Ingeniería de Organización Industrial sean individuos con una formación muy versátil, estando preparados para acceder a un amplio abanico de oportunidades profesionales.

Otro objetivo fundamental es que estos graduados adquieran una serie de competencias transversales técnicas, sistémicas, participativas y personales que serán enumeradas en el siguiente apartado.

Perfil Empresa y Defensa, respecto a los ODS:

“Estos planteamientos y objetivos están alineados con los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas(https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia para contribuir en cierta medida a su logro”.

Objetivo 4: Garantizar una educación inclusiva, equitativa y de calidad y promover oportunidades de aprendizaje durante toda la vida para todos.

Objetivo 9: Construir infraestructuras resilientes, promover la industrialización sostenible y fomentar la innovación

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Perfil Defensa: Esta asignatura contribuye a la formación de los Oficiales del Ejército de Tierra, aportando, además de las competencias genéricas de una Ingenieria de Organización Industrial, conocimiento de los principios de teoría de máquinas y mecanismos, desarrollando habilidades para el razonamiento abstracto y resolución de problemas que necesitan los Oficiales del Ejército de Tierra para desempeñar su misión y contribuir con ello al desarrollo de su formación.

 

Breve presentación de la asignatura

La Ingeniería mecánica es un campo muy amplio de la ingeniería que implica el uso de los principios de la física para el análisis, diseño y fabricación de sistemas mecánicos. Tradicionalmente, ha sido la rama de la ingeniería que mediante la aplicación de los principios físicos ha permitido la creación de dispositivos útiles, como utensilios y máquinas.

La Ingeniería Mecánica es la rama de las máquinas, equipos e instalaciones teniendo siempre en mente aspectos ecológicos y económicos para el beneficio de la sociedad. Para cumplir con su labor, la ingeniería mecánica analiza las necesidades, formula y soluciona problemas técnicos mediante un trabajo interdisciplinario, y se apoya en los desarrollos científicos, traduciéndolos en elementos, máquinas, equipos e instalaciones que presten un servicio adecuado, mediante el uso racional y eficiente de los recursos disponibles.

 

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Haber cursado la asignatura de primer curso de la titulación denominada Física I, en la que se tratan conceptos fundamentales empleados a lo largo de toda la asignatura de Mecánica

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

 

C4. Capacidad para resolver problemas y tomar decisiones con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico.

C6. Capacidad para comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en castellano.

C7. Capacidad para usar las técnicas, habilidades y herramientas de la Ingeniería necesarias para la práctica de la misma.

C11. Capacidad para aprender de forma continuada y desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo.

C21. Conocimiento de los principios de teoría de máquinas y mecanismos.

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

Obtener conocimientos de la composición de movimientos. Sistemas de referencia inerciales y no inerciales.

Saber definir e identificar los parámetros del movimiento de un sistema mecánico y sus grados de libertad.

Saber la aplicación de las fuerzas que se generan en la interacción entre sólidos en sistemas mecánicos.

Saber la aplicación a sistemas mecánicos de los conceptos de centro de masas y tensor de inercia.

Saber la aplicación de los teoremas vectoriales a sistemas mecánicos e interpretación de los resultados obtenidos. Leyes de Newton y principios de conservación.

Obtener conocimientos y aplicación de programas informáticos de  modelado de sistemas mecánicos

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Esta asignatura tiene un marcado carácter ingenieril, es decir, ofrece una formación con contenidos de aplicación y desarrollo inmediato en el mercado laboral y profesional. A través de la consecución de los pertinentes resultados de aprendizaje se obtiene la capacidad necesaria para el entendimiento del funcionamiento de máquinas y mecanismos, los cuales serán absolutamente imprescindibles para el diseño y puesta en marcha de cualquier aplicación mecánica, dentro del ámbito de la Ingeniería de Organización Industrial

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluacion

Perfil empresa

La evaluación debe entenderse como un proceso continuo e individualizado a lo largo de todo el período de enseñanza-aprendizaje, valorando prioritariamente las capacidades y habilidades de cada alumno, así como los rendimientos de los mismos.

Al comienzo de la asignatura el alumno/a elegirá una de las dos siguientes metodologías de evaluación:

          A) Un Sistema de Evaluación continua, que se realizara a lo largo de todo el periodo de aprendizaje. Caracterizada por la obligatoriedad de realizar y superar las pruebas prácticas, exámenes parciales y trabajos académicos propuestos en la asignatura, dentro de los plazos establecidos para este fin. En este caso, el alumno no tiene que hacer examen final.

           B) Una prueba global de evaluación, que refleje la consecución de los resultados de aprendizaje, al término del periodo de enseñanza. Caracterizada por no realizar o no superar las pruebas prácticas, exámenes parciales o trabajos académicos propuestos en la asignatura. En este caso, el alumno tiene que hacer examen final obligatoriamente.

Desglose y contenido de cada sistema de evaluación:

El sistema de evaluación continua consta de tres bloques que se explican a continuación. La primera premisa es que el alumno deberá asistir al menos a un 80% de las actividades presenciales.

1º Bloque: Ejercicios de evaluación continua: El alumno/a realizará un total de 5 ejercicios de evaluación continua (uno por tema) con carácter obligatorio en el sistema de evaluación continua, que serán distribuidos a lo largo del curso. Cada ejercicio se entregará al alumno una vez finalizado los temas de teoría y ejercicios correspondientes. El alumno dispondrá de una semana para realizarlo y entregarlo al profesor, ya que esta actividad es continua y no se debe demorar en el tiempo. El ejercicio de evaluación continua será muy parecido a los ejercicios realizados en clase, además el alumno dispondrá de tutorías para aclarar cualquier duda sobre el mismo. Dicha actividad contribuirá globalmente con un 30 % a la nota final de la asignatura, para tener en cuenta esta nota el alumno/a deberá cumplir dos premisas:

      1ª Deberá entregar todos los ejercicios en el plazo de tiempo indicado por el profesor. De no ser así se dará por suspendida dicha actividad (excepto causa/fuerza mayor debidamente justificada).

      2ª Deberá obtener como mínimo un 3.0 en cada ejercicio. Y deberá obtener entre todos los ejercicios una nota mínima de 4.0. De no ser así se dará por suspendida dicha actividad.

2º Bloque: Pruebas escritas de evaluación continua.  El alumno/a realizará un total de cuatro pruebas escritas de carácter obligatorio en el sistema de evaluación continua, que serán distribuidos a lo largo del curso. Dichas pruebas recogerán cuestiones teóricas yejercicios de los temas correspondientes.La duración de la prueba será como mínimo de dos horas de clases y máxima de tres, según el caso. Dicha actividad contribuirá globalmente con un 50 % a la nota final de la asignatura, para tener en cuenta esta nota el alumno/a deberá cumplir dos premisas:

     1ª Deberá presentarse a todas las pruebas en la fecha convocada por el profesor. De no ser así se dará por suspendida dicha actividad (excepto causa/fuerza mayor debidamente justificada).

     2ª  Deberá obtener como mínimo un 3.0 en cada prueba. Y deberá obtener entre todas las pruebas una nota mínima de 4.0.  De no ser así se dará por suspendida dicha actividad.

 

3º Bloque: Practicas asistidas por ordenador El alumno/a realizará dos sesiones de prácticas con carácter obligatorio en el sistema de evaluación continua, que serán distribuidos a lo largo del curso, según tabla de planificación.Dicha actividad contribuirá globalmente con un 20 % a la nota final de la asignatura, para tener en cuenta esta nota el alumno/a deberá cumplir dos premisas:

     1ª Deberá asistir a todas las sesiones de prácticas en la fecha convocada por el profesor. De no ser así se dará por suspendida dicha actividad (excepto causa/fuerza mayor debidamente justificada).

       2ª Deberá obtener como mínimo un 3.0 en cada práctica. Y deberá obtener entre todas las prácticas una nota mínima de 4.0.  De no ser así se dará por suspendida dicha actividad.

Previamente a la primera convocatoria el profesor notificará a cada alumno/a si ha superado o no la asignatura en función del aprovechamiento del sistema de evaluación continua, en base a la suma de las puntuaciones obtenidas en las distintas actividades desarrolladas a lo largo de la misma según la formulación:

Nota final de la asignatura en primera convocatoria = 50%A+30%B+20%C

A= Nota media de pruebas escritas

B= Nota media de ejercicios

C= Nota media de practicas

Debiendo obtener de esta manera una nota mínima de 5.0 para superar la asignatura cumpliendo todos los requisitos previos ya citados y explicados. El alumno/a que haya superado la asignatura mediante esta dinámica, podrá optar en primera convocatoria a subir nota (nunca para bajar).

Prueba Global:

En caso de no aprobar con el sistema anterior, el alumno dispondrá de dos convocatorias adicionales (Junio y Septiembre) mediante una prueba global de evaluación. Dicha prueba será única con teoría y ejercicios representativos de todo el temario de la asignatura contribuyendo con un 100 % a la nota final de la asignatura.

 

Perfil defensa

Métodos de evaluación

El método de evaluación está basado en pruebas objetivas escritas y en las prácticas de simulación de sistemas mecánicos asistidas por ordenador. Las prácticas tienen carácter obligatorio.

 

    PRIMERA CONVOCATORIA

 

Evaluación continua:

El estudiante podrá superar el total de la asignatura por el procedimiento de evaluación continua. Para ello deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante la superación de los instrumentos de evaluación que se indican a continuación y que se realizarán a lo largo del cuatrimestre:

  1.  Examen escrito que consistirá en problemas y cuestiones teórico-prácticas sobre Estática 2D. Su peso en la nota final es de un 20%.
  2.  Examen escrito que consistirá en problemas y cuestiones teórico-prácticas sobre Cinemática y Dinámica 2D. Su peso en la nota final es de un 30%.
  3.  Examen escrito que consistirá en problemas y cuestiones teórico-prácticas sobre sólido Rígido en 3D y Teoría de máquinas. Su peso en la nota final es de un 30%.
  4.  Realización de prácticas que consistirán en simulaciones por ordenador de sistemas mecánicos y realización de un cuestionario donde se evaluará la comprensión de estas. Su peso en la nota final es de un 20%.

La calificación final de evaluación continua (100%) se calculará según el peso específico de cada prueba de evaluación continua. Para superar la asignatura, el alumno deberá obtener una nota final (NF) mayor o igual a 5 siendo:

NF = NE + NP

  • NE es la suma de las notas de cada uno de los tres exámenes escritos, (NE1: nota sobre 2 puntos, NE2: nota sobre 3 puntos, NE3: nota sobre 3 puntos) NE = NE1 + NE2 + NE3
  • NP es la nota correspondiente a las prácticas (sobre 2 puntos).

Para superar la asignatura por evaluación continua es obligatorio alcanzar una nota mínima de 4 puntos en los exámenes escritos (NE), y de 1 punto en la parte de prácticas (NP).

 

Prueba global:

Los estudiantes que no superen la asignatura por evaluación continua o que quisieran mejorar su calificación, tendrán derecho a presentarse a la Prueba global fijada en el calendario académico, prevaleciendo, en cualquier caso, la mejor de las calificaciones obtenidas. Esta prueba global consistirá en un único examen escrito, equivalente a las pruebas de evaluación continua descritas, con la posibilidad de presentarse al examen completo o solo a aquellas partes que sea necesario para conseguir una nota total final (NF) superior o igual a 5. 

Para superar la asignatura, el alumno deberá obtener una nota final (NE) mayor o igual a 4 en las pruebas escritas y haber superado la parte de prácticas (NP)  con una nota mayor o igual a 1.

 

SEGUNDA CONVOCATORIA

 

Prueba global: 

Los estudiantes que no superen la asignatura en la primera convocatoria podrán presentarse a una Prueba global fijada en el calendario académico para la segunda convocatoria. Esta prueba global consistirá en un único examen y tendrá un peso del 100%. Para superar la asignatura, el alumno deberá obtener una nota final (NF) mayor o igual a 5.

 

Criterios de evaluación

Los criterios de evaluación se establecen en base a los resultados de aprendizaje de la asignatura, entre los que se incluyen:

- El correcto uso de conceptos, razonamientos y procedimientos eficientes en su resolución.

- La correcta resolución de los problemas donde que entra en juego todo lo anterior. 

- El correcto juicio y valoración de que los resultados obtenidos en la resolución de problemas guardan coherencia con el resto del problema planteado en cada caso.

- La ausencia de errores matemáticos en el desarrollo y las soluciones.

- Uso correcto de la terminología y notación.

- Exposición ordenada, clara y organizada.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

 

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

Perfil empresa:

El planteamiento, metodología y evaluación de esta guía está preparado para ser el mismo en cualquier escenario de docencia. Se ajustarán a las condiciones socio-sanitarias de cada momento, así como a las indicaciones dadas por las autoridades competentes.

En una fuerte interacción profesor/alumno. Esta interacción se materializa por medio de un reparto de trabajo y responsabilidades entre alumnado y profesorado. No obstante, se tendrá que tener en cuenta que en cierta medida el alumnado podrá marca su ritmo de aprendizaje en función de sus necesidades y disponibilidad, siguiendo las directrices marcadas por el profesor. La organización de la docencia se realizará siguiendo las pautas siguientes:

 

  1. Clases teóricas: Actividades teóricas impartidas de forma fundamentalmente expositiva por parte del profesor, de tal manera que se exponga los soportes teóricos de la asignatura, resaltando lo fundamental, estructurándolos en temas y/o apartados y relacionándolos entre sí.
  2. Clases prácticas: El  profesor resuelve problemas o casos prácticos con fines ilustrativos. Este tipo de docencia complementa la teoría expuesta en las clases magistrales con aspectos prácticos.
  3. Prácticas de laboratorio: Se realizarán actividades prácticas en la sala de informática M0.2/M4.1 con el software de simulación de mecanismos (GIM) con la presencia y tutorización del profesor.
  4. Tutorías individuales: Son las realizadas a través de la atención personalizada, de forma individual, del profesor en el departamento. Tienen como objetivo ayudar a resolver las dudas que encuentran los alumnos, especialmente de aquellos que por diversos motivos no pueden asistir a las tutorías grupales o necesitan una atención puntual más personalizada. Dichas tutorías podrán ser presenciales o virtuales

Perfil defensa

El planteamiento, metodología y evaluación de esta guía está preparado para ser el mismo en cualquier escenario de docencia. Ello quiere decir que se ajustarán a las condiciones socio-sanitarias de cada momento, así como a las indicaciones dadas por las autoridades competentes.

La organización de la docencia se realizará siguiendo las pautas siguientes:

A) Actividades presenciales y no presenciales.

Las actividades presenciales serán de los siguientes tipos:

  - Sesiones teóricas.

  - Sesiones dedicadas a la resolución de problemas.

  - Sesiones de tutorías donde se atenderán casos particulares presenciales u online.

Las actividades no presenciales serán:

   - Realización dirigida de simulaciones por ordenador.

   - Estudio autónomo del alumno.

B) Además, habrá tres actividades de evaluación continua, cuestionarios de comprensión de las prácticas y una evaluación global.

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

Perfil empresa

La asignatura consta de 6 créditos ECTS, lo cual representa 150 horas de trabajo del alumno en la asignatura durante el semestre. El 40% de este trabajo (60 h.) se realizará en el aula, y el resto será autónomo. Un semestre constara de 15 semanas lectivas.

Para realizar la distribución temporal se utiliza como medida la semana lectiva, en la cual el alumno debe dedicar al estudio de la asignatura un total de 10 horas.

Un resumen de la distribución temporal orientativa de una semana lectiva puede verse en la tabla siguiente.

Actividades formativas por semana

    6

  ECTS

Metodología

enseñanza-aprendizaje

Clases  Teóricas Expositivas.

( 3h / semana)

1.8 ECTS

 

Clases teóricas presenciales, que fomentan la participación de los alumnos/as y relacionan los conceptos impartidos para su aplicación en la empresa.

 

Estas clases estarán apoyadas a posteriori con tutorías individuales tanto presenciales como virtuales gracias a Moodle.

 

La asimilación de los contenidos expuestos será evaluada mediante pruebas escritas, ejercicios y cuestionarios de evaluación continua a lo largo del curso. O en su caso con un examen final dependiendo de la situación del alumno al finalizar el semestre.

 

Clases Prácticas  de ejercicios.

( 1h/ semana )

0.6 ECTS

 

Aplicación de técnicas de aprendizaje cooperativo mediante clases prácticas presenciales en grupos reducidos, para la resolución de problemas y ejercicios referentes a los conceptos teóricos estudiados en las clases teóricas presenciales.

 

 

Actividades tutorizadas

(2h/ semana)

1.2 ECTS

 

Actividades programadas para el seguimiento del aprendizaje, en las que el alumno/a tendrá la posibilidad de realizarlas en el centro, bajo la supervisión de un profesor/a del departamento que se reunirá con un grupo de estudiantes para orientar y tutelar sus trabajos, labores de aprendizaje autónomo y de estudio

 

Preparación de ejercicios de evaluación continúa.

(2h/ semana)

 

 

 

1.2 ECTS

 

 

 

 

 

 

Dedicación semanal del alumno/a a la realización y entrega de ejercicios de evaluación continua.

 

 

Estudio y preparación de prueba escrita.

(2h/ semana)

1.2 ECTS

 

Dedicación semanal del alumno/a a al estudio de la asignatura para superar las pruebas escritas.

 

Perfil defensa 

1. Sesiones magistrales de teoría y problemas. En estas sesiones el profesor explicará, por un lado, los principios teóricos básicos de la asignatura. Asimismo, estas se complementarán con sesiones de resolución de problemas, en las que el profesor insistirá en las aplicaciones de los conceptos básicos estudiados resolviendo problemas y dando a los alumnos guías generales para la resolución de ejercicios. Estos problemas se extraerán de las colecciones propuestas de cada tema. 

2. Realización de prácticas. Las prácticas son actividades obligatorias que el alumno ha de realizar para superar la asignatura. Las prácticas versarán sobre simulación de sistemas mecánicos. Antes de comenzar las prácticas, el alumno dispondrá de guiones donde se le explicará qué trabajo ha de realizar y su motivación. Por otro lado, de cada práctica se realizará una prueba escrita de comprensión.

3. Tutorías. Servirán para orientar y dirigir adecuadamente el proceso de aprendizaje.

 

4.3. Programa

Perfil empresa

 

Tema 1: Análisis Estructural de Mecanismos Planos

Introducción: Evolución histórica de la teoría de los mecanismos y las maquinas

  • Terminología de los mecanismos           
  • Clasificaciones  de elementos y pares cinemáticos de un mecanismo
  • Movilidad y Grados de libertad: Criterio de Grübler      
  • Ley de Grashoff              : Teorema y Análisis gráfico
  • Obtención del esquema cinemático de un mecanismo

Tema 2: Análisis Cinemático de Mecanismos Planos

  • Planteamiento del problema Cinemático
  • Movimiento Plano Relativo
  • Centro Instantáneo Relativo
  • Determinación de los centros instantáneos de un mecanismo
  • Teorema de Aronhold-kennedy
  • Cálculo de velocidades de un mecanismo analíticamente
  • Cálculo de velocidades de un mecanismo gráficamente

Tema 3: Análisis Dinámico de Mecanismos Planos

  • Planteamiento del problema Dinámico
  • Cálculo de aceleraciones de un mecanismo analíticamente
  • Cálculo de aceleraciones de un mecanismo gráficamente
  • Fuerzas de inercia en mecanismos
  • Equilibrio en mecanismos

Tema 4: Análisis Cinemático de Engrane y Trenes de Engranajes

  • Engranajes: Ley Fundamental del Engranaje
  • Clasificación de Engranajes
  • Trenes de Engranajes
  • Clasificación de Trenes de Engranajes
  • Aplicaciones: Diferencial de un vehículo

Tema 5: Teoría de Vibraciones Mecánicas

  • Conceptos fundamentales en vibraciones
  • Sistemas de un grado de libertad
  • Vibraciones libres en sistemas de un grado de libertad
  • Vibraciones forzadas en sistemas de un grado de libertad
  • Fenómeno de Resonancia

 

Perfil defensa

0. INTRODUCCIÓN (2 horas)

0.1. Presentación. Repaso de Cálculo Vectorial.

0.3. Sistemas equivalentes fuerza-par.

 

1. ESTÁTICA 2D 

1.1. Condiciones de equilibrio. Diagrama de cuerpo libre. Reacciones.

1.2. Fuerzas distribuidas. Centro de gravedad.

1.3. Rozamiento estático. Casos prácticos: vuelcos, cintas y cuñas.

1.4. Práctica de simulación: Dimensionamiento de un embrague.

 

2. CINEMÁTICA 2D 

2.1. Tipos de movimiento. Movimiento alrededor de un eje fijo.

2.2. Movimiento plano general. Centro Instantáneo de Rotación. Grados de libertad

2.6. Práctica de simulación: Estudio cinemático de un mecanismo manivela-biela-pistón.

 

3. DINÁMICA 2D 

3.1. Variables dinámicas. Momento lineal. Momento angular. Energía cinética.

3.2. Ecuaciones fundamentales. Principio de d’Alambert y fuerzas de inercia. Teoremas del momento lineal y el momento angular.

3.3. Teorema del trabajo y la energía.

 

4. GEOMETRÍA DE MASAS 2D 

4.1. Momentos de inercia y productos de inercia. Tensor de inercia.

4.2. Teorema de Steiner. Cuerpos compuestos.

 

5. SÓLIDO RÍGIDO 3D

5.1. Movimiento relativo. Velocidad absoluta y relativa. Aceleración absoluta, relativa y de Coriolis.

5.2. Generalización 3 D de estática y dinámica:

       5.2.a) Movimiento tridimensional: alrededor de un punto fijo y caso general.

       5.2.b) Movimiento sobre la Tierra.

       5.2.c) Movimiento tridimensional. Equilibrado de rotores. 

5.3. Práctica de simulación: Dimensionamiento del sistema de tracción de un robot espía.

 

6. TEORÍA DE MÁQUINAS 

6.1. Diseño de máquinas mecánicas.

6.2. Transmisión de movimiento.

6.3. Grados de libertad. Criterio de Grübler.

 

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Planificación de las actividades de aprendizaje

 Perfil empresa

 

 

Semanas

 

 

PLANIFICACIÓN SEMANAL DE CUATRIMESTRE

 

1ª

2ª

 

 

Tema 1

 

 

 

Ejercicio Nº1 de Evaluación Continua

 

 

3ª

4ª

5ª

6ª

 

 

 

 

Tema 2

 

Ejercicio Nº2 de Evaluación Continua

            

1ª Práctica con software GIM (Temas 1 y 2)

 

1ª Prueba Escrita (Temas 1 y 2)

 

 

 

 

7ª

8ª

9ª

 

 

 

Tema 3

 

Ejercicio Nº3 de  Evaluación Continua

 

2ª Práctica con software GIM ( Tema 3)

 

2ª Prueba Escrita (Tema 3)

 

 

 

 

10ª

11ª

12ª

 

 

 

 

 

Tema 4

                  

                     

               Ejercicio Nº4 de  Evaluación Continua

 

3ª Prueba Escrita (Tema 4)

 

 

13ª

14ª

15ª

 

 

Tema 5

 

             Ejercicio Nº5 de  Evaluación Continua

 

4ª Prueba Escrita (Tema 5)

Calendario de fechas clave

El horario semanal de la asignatura se encontrará publicado de forma oficial en http://www.eupla.unizar.es/asuntos-academicos/calendario-y-horarios

Las fechas de la prueba global de evaluación (convocatorias oficiales) serán las publicadas de forma oficial en http://www.eupla.unizar.es/asuntos-academicos/examenes

Perfil defensa

Ver apartado 5.3

La asignatura consta de 6 créditos ECTS, lo cual representa 150 horas de trabajo del alumno en la asignatura durante el semestre.

El 40% de este trabajo se realizará en el aula, y el resto será autónomo. El equipo docente informará con la suficiente antelación de las fechas en las que se realizarán actividades a evaluar.

Para obtener información acerca de:

-          Calendario académico (periodo de clases  y periodos no lectivos, festividades, periodo de exámenes).

-          Horarios y aulas.

-          Fechas en las que tendrán lugar los exámenes de las convocatorias oficiales de la asignatura.

Consultar la webs siguientes: http://cud.unizar.es y la asignatura de moodle

 

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

Perfil empresa:

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=30112

RECURSOS RECOMENDADOS:

Material Soporte Soporte
Apuntes de teoría
Apuntes de problemas		 Papel / Reprografía
Apuntes de teoría
Apuntes de problemas
Presentaciones
Links de interés		 Digital/Moodle
E-Mail
Software educacional: GIM 

1. In the bibliography cite:

Petuya, V.; Macho, E.; Altuzarra, O.; Pinto, C. and Hernández, A. "Educational Software Tools for the Kinematic Analysis of Mechanisms". Comp. Appl. Eng. Education. First published online: February 24, 2011. DOI: 10.1002 cae.20532. ISSN: 1061-3773.

2. In the acknowledgements cite:

The authors wish to acknowledge Alfonso Hernández, CompMech, Department of Mechanical Engineering, UPVEHU for the permission to use the GIM® software. (www.ehu.es/compmech).