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Academic Year/course: 2023/24

536 - Master's in Mechanical Engineering

66423 - Methods of analysis for structural mechanics


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
66423 - Methods of analysis for structural mechanics
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
536 - Master's in Mechanical Engineering
ECTS:
6.0
Year:
1
Semester:
First semester
Subject type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

Objectives of the subject

The objective of the subject is to train the student in the application of numerical and experimental techniques to evaluate the structural behaviour of parts and components in order to improve their mechanical performance. It focuses on computational and experimental methods for the calculation, design, and experimental analysis of the mechanical behaviour of parts, components, and structures subjected to static and dynamic loads, with the aim of improving their resistance or extending their life cycle. In this context, experimental techniques are used for the evaluation of the system, in addition to applying specific computational simulation techniques to predict its structural behaviour. The main areas of application are: structural dynamics, vibrations, fatigue, fracture, residual stresses and material behaviour laws.

Sustainable Development Goals of the 2030 Agenda ( https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/ ): Goal 7: Objective 7.3; Goal 9: Objectives 9.1 and 9.4; Goal 12: Objective 12.5 

Recommendations to take the subject.

It is important to have knowledge in strength of materials and structural theory.

2. Learning results

  1. To acquire skills for the design of mechanical and structural elements.
  2. To acquire the practical skills for the application of experimental testing methods and numerical simulation of the behaviour of parts, mechanical components and structural elements.
  3. To assimilate the comprehensive methodologies of structural design in mechanical components and structural elements through numerical-experimental techniques.

3. Syllabus

Topics

Block I. Computational methods

  1. Computational tools for mesh processing.
  2. Computational tools based on the finite element method.
  3. Computational tools for structural analysis in building.

Block II. Experimental techniques

  1. Measurement of residual stresses in parts using strain gauging.
  2. Universal testing machines. Characterization of materials.
  3. Experimental simulation of the real behaviour of mechanical prototypes.

Laboratory practices

  1. Computational analysis techniques of stress states in mechanical components and structural elements.
  2. Computational simulation of material behaviour through the constitutive laws of materials.
  3. Experimental characterization of the mechanical properties of different materials using universal testing machines.
  4. Experimental techniques to measure residual stresses in parts using strain gauging.

4. Academic activities

The  subject has been designed with the aim of guiding the student to develop continuous work throughout the term, and to be able to know and control the evolution of their learning process. It is advisable for the student to use the tutoring hours or send the teacher an email when they detect certain deficiencies in the evolution of their learning. 

Among other activities, the student will have to study several real cases that the teacher will propose. These tasks may be done individually or in pairs, depending on the number of students. Students will have to analyse these cases, including the numerical-experimental correlation of a real case, and search for the additional information necessary for their complete understanding. Students will prepare a report for each assigned task and will hand it in to the teacher. These works will be orally defended before the subject's teachers and the rest of the students.

  • Master classes and problems. (30 hours)
  • Laboratory practices. (30 hours)
  • Study and personal work. In this non-attendance part each student must dedicate, at least, about 82 hours, which are necessary for the study of theory, production of works and drafting of practice reports.
  • Assessment (3 hours)

5. Assessment system

The subject is preferably evaluated with a continuous assessment that consists of three blocks:

1.- Written tests (20% of the final grade)

2.- Tutored Works (60% of the final grade)

3.- Oral presentations and debates (20% of the final grade)

Alternatively, the student has the possibility of passing the subject by means of the global evaluation in the official calls for exams. Knowledge will be assessed through a theoretical-practical test on the dates established by the centre.


Curso Académico: 2023/24

536 - Máster Universitario en Ingeniería Mecánica

66423 - Métodos de análisis para mecánica estructural


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
66423 - Métodos de análisis para mecánica estructural
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
536 - Máster Universitario en Ingeniería Mecánica
Créditos:
6.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

Objetivos de la asignatura

El objetivo de la asignatura es la formación del alumno en la aplicación de técnicas numéricas y experimentales para evaluar el comportamiento estructural de piezas y componentes para mejorar su comportamiento mecánico. Esto es, se centra en profundizar en los métodos computacionales y experimentales para el cálculo, diseño y análisis experimental del comportamiento mecánico de piezas, componentes y estructuras sometidas a cargas estáticas y dinámicas, con el objetivo de mejorar su resistencia o alargar su ciclo de vida. En este contexto, se emplean técnicas experimentales para la evaluación del sistema, además de aplicar técnicas de simulación computacional específicas para predecir su comportamiento estructural. Las áreas principales de aplicación son: Dinámica Estructural, Vibraciones, Fatiga, Fractura, Tensiones residuales y Leyes de comportamiento de materiales.

Objetivos de Desarrollo Sostenible de la Agenda 2030 (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/): Objetivo 7: Meta 7.3; Objetivo 9: Meta 9.1 y Meta 9.4; Objetivo 12: Meta 12.5 

Recomendaciones para cursar la asignatura

Es importante, para cursar esta asignatura, poseer los conocimientos en Resistencia de Materiales y Teoría de Estructuras.

2. Resultados de aprendizaje

  1. Adquiere capacidades para el diseño de elementos mecánicos y estructurales.
  2. Adquiere las habilidades prácticas para la aplicación de métodos experimentales de ensayo y simulación numérica del comportamiento de piezas, componentes mecánicos y elementos estructurales.
  3. Asimilar las metodologías integrales de diseño estructural en componentes mecánicos y elementos estructurales mediante técnicas numérico-experimentales.

3. Programa de la asignatura

Temario

Bloque I. Métodos computacionales

  1. Herramientas computacionales de tratamiento de mallas.
  2. Herramientas computaciones basadas en el método de los elementos finitos.
  3. Herramientas computacionales de análisis estructural en edificación.

Bloque II. Técnicas experimentales

  1. Medición de tensiones residuales en piezas mediante extensometría.
  2. Máquinas de ensayo universal. Caracterización de materiales.
  3. Simulación experimental del comportamiento real de prototipos mecánicos.

Prácticas de laboratorio

  1. Técnicas de análisis computacional de estados de tensión en componentes mecánicos y elementos estructurales.
  2. Simulación computacional del comportamiento de materiales mediante las leyes constitutivas de materiales
  3. Caracterización experimental de las propiedades mecánicas de diferentes materiales mediante máquinas universales de ensayo.
  4. Técnicas experimentales de medición de tensiones residuales en piezas mediante extensometría.

4. Actividades académicas

El diseño de la asignatura se ha realizado con el fin de guiar al alumno para que desarrolle un trabajo continuado a lo largo del curso, y pueda conocer y controlar la evolución de su proceso de aprendizaje. Conviene que el estudiante acuda al profesor en los horarios de tutoría o mediante el correo electrónico cuando detecte determinadas deficiencias en la evolución de su aprendizaje. 

Entre otras actividades, el alumno deberá estudiar varios casos reales que le propondrá el profesor. Estos trabajos podrán ser individuales o por parejas, dependiendo del número de alumnos. Se deberán analizar dichos casos, entre los que se incluye la correlación numérico-experimental de un caso real, y buscar la información adicional necesaria para su completa comprensión. El alumno preparará una memoria por cada trabajo encomendado y la entregará al profesor. Estos trabajos serán defendidos oralmente ante los profesores de la asignatura y el resto de los alumnos.

  • Clases magistrales y problemas. (30 horas)
  • Prácticas de laboratorio. (30 horas)
  • Estudio y trabajo personal. En esta parte no presencial cada alumno deberá dedicar, al menos, unas 82 horas, necesarias para el estudio de teoría, elaboración de un trabajo y elaboración de los informes de prácticas.
  • Evaluación. (3 horas)

5. Sistema de evaluación

La asignatura se plantea preferentemente con una evaluación continua que consta de tres bloques:

1.- Pruebas escritas (20% de la calificación final)

2.- Trabajos dirigidos (60% de la calificación final)

3.- Presentaciones y debates de forma oral (20% de la calificación final)

El alumno tiene la posibilidad de superar la asignatura mediante la evaluación global en las convocatorias oficiales. La evaluación se realizará mediante prueba teórico-práctica en las fechas establecidas por el centro.