Fichas de asignaturas 2014-15
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ESTRUCTURAS AERONÁUTICAS |
Asignaturas
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| Código | Nombre | |||
| Asignatura | 21716029 | ESTRUCTURAS AERONÁUTICAS | Créditos Teóricos | 5.25 |
| Título | 21716 | GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL | Créditos Prácticos | 2.25 |
| Curso | 3 | Tipo | Obligatoria | |
| Créd. ECTS | 6 | |||
| Departamento | C121 | INGENIERA MECANICA Y DISEÑO INDUSTRIAL |
Requisitos previos
Es necesario dominar los conocimientos aprendidos en las asignaturas siguientes: - Elasticidad y Resistencia de Materiales - Cálculo - Álgebra y geometría - Ampliación de Matemáticas - Métodos matemáticos avanzados - Física I - Física II - Termodinámica - Fundamentos de informática - Introducción a la Ingeniería Aeroespacial - Ciencia e Ingeniería de los Materiales
Recomendaciones
Es recomendable cursar esta asignatura posteriormente o de forma simultánea a las siguientes asignaturas: - Mecánica y vibraciones
Profesorado
| Nombre | Apellido 1 | Apellido 2 | C.C.E. | Coordinador | |
| ISRAEL | GARCIA | GARCIA | PROFESOR SUSTITUTO INTERINO | S |
Competencias
Se relacionan aquí las competencias de la materia/módulo o título al que pertenece la asignatura, entre las que el profesorado podrá indicar las relacionadas con la asignatura.
| Identificador | Competencia | Tipo |
| AV01 | Conocimiento adecuado y aplicado a la Ingeniería de: La mecánica de fractura del medio continuo y los planteamientos dinámicos, de fatiga de inestabilidad estructural y de aeroelasticidad. | ESPECÍFICA |
| AV07 | Conocimiento aplicado de: aerodinámica; mecánica y termodinámica, mecánica del vuelo, ingeniería de aeronaves (ala fija y alas rotatorias), teoría de estructuras. | ESPECÍFICA |
| CB1 | Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio. | GENERAL |
| CB2 | Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio. | GENERAL |
| CB3 | Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética. | GENERAL |
| CB4 | Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado. | GENERAL |
| CB5 | Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía. | GENERAL |
| CT1 | Trabajo en equipo: capacidad de asumir las labores asignadas dentro de un equipo, así como de integrarse en él y trabajar de forma eficiente con el resto de sus integrantes. | TRANSVERSAL |
| G01 | Capacidad para el diseño, desarrollo y gestión en el ámbito de la ingeniería aeronáutica que tengan por objeto, de acuerdo con los conocimientos adquiridos según lo establecido en el apartado 5 de la orden CIN/308/2009, los vehículos aeroespaciales, los sistemas de propulsión aeroespacial, los materiales aeroespaciales, las infraestructuras aeroportuarias, las infraestructuras de aeronavegación y cualquier sistema de gestión del espacio, del tráfico y del transporte aéreo. | ESPECÍFICA |
| G02 | Planificación, redacción, dirección y gestión de proyectos, cálculo y fabricación en el ámbito de la ingeniería aeronáutica que tengan por objeto, de acuerdo con los conocimientos adquiridos según lo establecido en el apartado 5 de la orden CIN/308/2009, los vehículos aeroespaciales, los sistemas de propulsión aeroespacial, los materiales aeroespaciales, las infraestructuras aeroportuarias, las infraestructuras de aeronavegación y cualquier sistema de gestión del espacio, del tráfico y del transporte aéreo. | ESPECÍFICA |
| G03 | Instalación explotación y mantenimiento en el ámbito de la ingeniería aeronáutica que tengan por objeto, de acuerdo con los conocimientos adquiridos según lo establecido en el apartado 5 de la orden CIN/308/2009, los vehículos aeroespaciales, los sistemas de propulsión aeroespacial, los materiales aeroespaciales, las infraestructuras aeroportuarias, las infraestructuras de aeronavegación y cualquier sistema de gestión del espacio, del tráfico y del transporte aéreo. | ESPECÍFICA |
| G04 | Verificación y Certificación en el ámbito de la ingeniería aeronáutica que tengan por objeto, de acuerdo con los conocimientos adquiridos según lo establecido en el apartado 5 de la orden CIN/308/2009, los vehículos aeroespaciales, los sistemas de propulsión aeroespacial, los materiales aeroespaciales, las infraestructuras aeroportuarias, las infraestructuras de aeronavegación y cualquier sistema de gestión del espacio, del tráfico y del transporte aéreo. | ESPECÍFICA |
| G05 | Capacidad para llevar a cabo actividades de proyección, de dirección técnica, de peritación, de redacción de informes, de dictámenes, y de asesoramiento técnico en tareas relativas a la Ingeniería Técnica Aeronáutica, de ejercicio de las funciones y de cargos técnicos genuinamente aeroespaciales. | ESPECÍFICA |
| G06 | Capacidad para participar en los programas de pruebas en vuelo para la toma de datos de las distancias de despegue, velocidades de ascenso, velocidades de pérdidas, maniobrabilidad y capacidades de aterrizaje. | ESPECÍFICA |
| G07 | Capacidad de analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las soluciones técnicas. | ESPECÍFICA |
| G08 | Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria en el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico Aeronáutico. | ESPECÍFICA |
Resultados Aprendizaje
| Identificador | Resultado |
| R2 | Conocer adecuadamente y de forma aplicada a la ingeniería la simulación numérica de los elementos estructurales más significativos. |
| R1 | Conocer adecuadamente y de forma aplicada a la ingeniería la teoría de estructuras, la mecánica de fractura del medio continuo y los planteamientos dinámicos, de fatiga y de inestabilidad estructural. |
| R5 | Conocer la formulación de los principales métodos numéricos para la evaluación de la función mecánico-resistiva |
| R3 | Conocer los diferentes tipos de elementos estructurales en los que se puede dividir, mediante ciertas hipótesis de idealización, una estructura aeronáutica |
| R4 | Conocer los principales métodos analíticos para la evaluación de la función mecánico-resistiva de cada uno de estos elementos |
| R8 | Conocer los principales principios de diseño de elementos estructurales aeronáuticos |
| R9 | Desarrollar la capacidad de evaluar la tolerancia de una estructura ante la presencia de grietas y/o cargas dinámicas |
| R7 | Desarrollar la capacidad de intuición sobre el comportamiento mecánico de cada uno de los elementos estructurales |
| R6 | Desarrollar la capacidad de utilizar una aplicación informática industrial para el cálculo de elementos estructurales aeronáuticos |
Actividades formativas
| Actividad | Detalle | Horas | Grupo | Competencias a desarrollar |
| 01. Teoría | Las clases teóricas desarrollan los conceptos y las formulaciones correspondientes al contenido descrito para esta asignatura. Se basa principalmente en lecciones magistrales complementadas con la presentación de cuestiones a los alumnos de cara a fomentar su participación y atención. |
42 | AV01 AV07 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CT1 G01 G02 G03 G04 G05 G06 G07 G08 | |
| 02. Prácticas, seminarios y problemas | Las clases de problemas tendrán como objetivo la aplicación de los conceptos y formulaciones desarrolladas en las clases teóricas a la resolución de problemas prácticos. |
12 | AV01 AV07 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CT1 | |
| 03. Prácticas de informática | Las clases de prácticas informáticas pretenden familiarizar al alumno con el cálculo y diseño de estructuras con la asistencia de una aplicación comercial de cálculo de estructuras. |
6 | AV01 AV07 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CT1 | |
| 13. Otras actividades | El cumplimiento de los objetivos docentes requiere de un trabajo del alumno fuera del aula que se estima en 90 horas. El trabajo que se espera que el alumno realice es la asimilación de los conceptos desarrollados en la teoría, la resolución de los problemas prácticos que se propondrán en clase y la elaboración del trabajo práctico de cálculo de una estructura aeronáutica mediante el uso de una aplicación informática comercial. |
90 | AV01 AV07 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CT1 G01 G02 G03 G04 G05 G06 G07 G08 |
Evaluación
Criterios Generales de Evaluación
Serán motivos de evaluación los siguientes puntos: - Comprensión y capacidad de aplicación de los conocimientos transmitidos en el curso. - Análisis crítico de los resultados. - Comprensión y capacidad de aplicación de los conocimientos transmitidos en el curso. - Expresión clara y concisa en lengua castellana de los conceptos introducidos en clase. De manera opcional, se permite la redacción de los exámenes y memorias de las prácticas en inglés. - Uso apropiado del lenguaje matemático relacionado con la disciplina.
Procedimiento de Evaluación
| Tarea/Actividades | Medios, Técnicas e Instrumentos | Evaluador/es | Competencias a evaluar |
| Examen final | El examen final evaluará de forma global la consecución de los objetivos teóricos y prácticos descritos previamente. El examen constará de tres partes. La primera de ellas se trata de un ejercicio tipo test en los que se evaluará la asimilación de los conceptos teóricos. La segunda parte constará de una serie de ejercicios de rápida resolución que evaluará la familiarización del alumno con los principales conceptos y con su formulación matemática. La tercera parte corresponde a una serie de cuestiones de desarrollo teórico que pretende evaluar la capacidad del alumno de desarrollar y expresarse en relación con los conceptos teóricos desarrollados. Finalmente, la cuarte parte se trata de la resolución de uno o varios problemas prácticos relacionados con los problemas prácticos presentados en las clases. Mediante el promedio de la primera y la segunda parte, dando más importancia a la primera parte, se obtendrán un calificación. La calificación global del examen final será el promedio a partes iguales de esta primera calificación y las correspondientes a la tercera y cuarta parte del examen. |
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AV01 AV07 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 G01 G02 G03 G04 G05 G06 G07 G08 |
| Prueba parcial | A la finalización del Tema 4 se celebrará una prueba parcial en horario de clase que evaluará la consecución de los objetivos relativos a los conceptos desarrollados hasta ese momento. La estructura del examen será similar al examen final pero con una duración más limitada. |
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AV01 AV07 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 G01 G02 G03 G04 G05 G06 G07 G08 |
| Trabajo de curso | El trabajo de curso consiste en el cálculo de una estructura aeronáutica utilizando la aplicación informática introducida en las prácticas informáticas. En este trabajo se evaluará la capacidad del alumno para calcular una estructura, para proponer una solución ingenieril de modificación de la estructura para resolver un problema específico y finalmente la habilidad para realizar un informe claro y conciso. |
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AV01 AV07 CB4 CB5 |
Procedimiento de calificación
La calificación final se calculará mediante la siguiente ponderación: - Examen final: 90 \% · Si se obtiene una calificación menor que un 4: La asignatura se calificará suspensa. · Si se obtiene una calificación mayor que un 4 y se aprueba el examen parcial con una nota mayor: Se promediará la calificación del examen final y del examen parcial a partes iguales. · Si se obtiene una calificación mayor que un 4 y se aprueba el examen parcial con una nota menor o no se aprueba: Sólo se tendrá en cuenta la calificación del examen final. - Trabajo final: 10 \%
Descripcion de los Contenidos
| Contenido | Competencias relacionadas | Resultados de aprendizaje relacionados |
Tema 1: Introducción
1.1. Función estructural
1.2. Elementos estructurales en aeronaves
1.3. Conceptos básicos de la mecánica de sólidos deformables
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AV01 AV07 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CT1 G01 G02 G03 G04 G05 G06 G07 G08 | R3 R8 |
Tema 2: Estructuras planas de nudos articulados
2.1. Introducción
2.2. Isostatismo e Hiperestatismo
2.3. Cálculo de celosías isostáticas
2.4. Cálculo de celosías hiperestáticas
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AV01 AV07 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CT1 G01 G02 G03 G04 G05 G06 G07 G08 | R1 R3 R4 |
Tema 3: Estructuras de nudos rígidos
3.1. Introducción
3.2. Método directo de la rigidez
3.3. El método de los elementos finitos para estructuras de barras
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AV01 AV07 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CT1 G01 G02 G03 G04 G05 G06 G07 G08 | R2 R1 R5 R3 R7 R6 |
Tema 4: Inestabilidad global de estructuras de barras
4.1. Introducción
4.2. Teoría clásica de Euler para barras
4.3. Pandeo de estructuras de barras
4.4. Factores y modos de pandeo
4.5. El método de los elementos finitos para el estudio de inestabilidades
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AV01 AV07 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CT1 G01 G02 G03 G04 G05 G06 G07 G08 | R2 R1 R5 R4 R8 R7 |
Tema 5: Placas gruesas y delgadas
5.1. Introducción
5.2. Modelo de Kirchhoff para placas delgadas
5.3. Modelo de Reissner-Mindlin para placas gruesas
5.4. Teoría del laminado para materiales compuestos
5.5. El método de los elementos finitos para placas y laminados
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AV01 AV07 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CT1 G01 G02 G03 G04 G05 G06 G07 G08 | R2 R1 R3 R4 R8 R7 R6 |
Tema 6: El método de los elementos finitos
6.1. Introducción
6.2. El teorema de los Trabajos Virtuales y el teorema de los desplazamientos virtuales
6.3. División de la geometría en elementos. Aproximación de los desplazamientos
6.4. El Teorema de los Trabajos Virtuales en formulación matricial
6.5. Matriz de rigidez y masa y vector de fuerzas
6.6. Tecnología de elementos
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AV01 AV07 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CT1 G01 G02 G03 G04 G05 G06 G07 G08 | R2 R5 R6 |
Tema 7: Principios de diseño de estructuras aeronáuticas
7.1. Introducción
7.2. Cargas en estructuras aeronáuticas
7.3. Criterios de rigidez y resistencia
7.4. Metodologías de diseño, cálculo y ensayo
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AV01 AV07 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CT1 G01 G02 G03 G04 G05 G06 G07 G08 | R2 R1 R3 R8 R7 |
Tema 8: Mecánica de la fractura y fatiga
8.1. Introducción
8.2. Teoría energética de Griffith
8.3. Solución elástica en las cercanías del vértice de una grieta
8.4. Criterios de la mecánica de la fractura elástico lineal y límites de validez
8.5. Introducción al fenómeno de fatiga
8.6. Resistencia ante cargas dinámicas: Curva S-N
8.7. Crecimiento de grietas ante cargas dinámicas: Ley de Paris
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AV01 AV07 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CT1 G01 G02 G03 G04 G05 G06 G07 G08 | R9 |
Bibliografía
Bibliografía Básica
T. H. G. Megson, Aircraft structures for engineering students, Elsevier (1999)
O. A. Bauchau, J. I. Craig, Structural Analysis with applications to aerospace structures, Springer (2009)
C. T. Sun, Mechanics of Aircraft Structures, Wiley (2006)
S. P. Timoshenko, D. H. Young, Teoría de las estructuras, URMO (1974)
A. Corz, F. Pérez, Teoría de las estructuras, Calpe Institute of Technology (2003)
J. Domínguez Abascal, Teoría de Estructuras, Universidad de Sevilla (2012)
J. N. Reddy, Theory and Analysis of Elastic Plates and Shells, CRC Press (2006)
J. Domínguez Abascal, Ampliación de Teoría de Estructuras, Universidad de Sevilla (2014)
J. L. Arana, J. J. González, Mecánica de Fractura, Universidad del País Vasco (2002)
Bibliografía Ampliación
T. L. Lomax, Structural Loads Analysis for Commercial Transport Aircraft: Theory and Practice, AIAA (1996)
L. García Barrachina, Introducción a Patran/Nastran en el cálculo de estructuras, Paraninfo (2014)
J. N. Reddy, Mechanics of Laminated Composite Plates and Shells: Theory and Analysis, CRC Press (2003)
J. M. Whitney, Structural Analysis of Laminated Anisotropic Plates, CRC Press (1987)
M. Elices, Mecánica de Fractura aplicada a sólidos elásticos bidimensionales, E.T.S.I. Caminos, Canales y Puertos (1998)
K. B. Broberg, Cracks and Fracture, Academic Press (1999)
P. J. G. Schreurs, Fracture Mechanics, Eindhoven University of Technology (2012)
C. T. Sun, Fracture Mechanics, Waltham (2012)
El presente documento es propiedad de la Universidad de Cádiz y forma parte de su Sistema de Gestión de Calidad Docente. En aplicación de la Ley 3/2007, de 22 de marzo, para la igualdad efectiva de mujeres y hombres, así como la Ley 12/2007, de 26 de noviembre, para la promoción de la igualdad de género en Andalucía, toda alusión a personas o colectivos incluida en este documento estará haciendo referencia al género gramatical neutro, incluyendo por lo tanto la posibilidad de referirse tanto a mujeres como a hombres.
