Nombre: CÁCULO AVANZADO DE ESTRUCTURAS MARINAS
Código: 232101011
Carácter: Obligatoria
ECTS: 4.5
Unidad Temporal: Cuatrimestral
Despliegue Temporal: Curso 1º - Segundo cuatrimestre
Menciones/Especialidades:
Lengua en la que se imparte: Castellano
Carácter: Presencial
Nombre y apellidos: MARTÍNEZ GARCÍA, JOSÉ ALFONSO
Área de conocimiento: Construcciones Navales
Departamento: Física Aplicada y Tecnología Naval
Teléfono: 968325454
Correo electrónico: alfonso.martinez@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
lunes - 10:00 / 12:00
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 0, Despacho 05
martes - 15:30 / 16:30
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 0, Despacho 05
viernes - 11:00 / 12:00
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 0, Despacho 05
Titulaciones:
Categoría profesional: Profesor Titular de Universidad
Nº de quinquenios: 7
Nº de sexenios: 0
Curriculum Vitae: Perfil Completo
Nombre y apellidos: LORENTE LÓPEZ, ANTONIO JOSÉ
Área de conocimiento: Construcciones Navales
Departamento: Física Aplicada y Tecnología Naval
Teléfono: 968325448
Correo electrónico: antonioj.lorente@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
Titulaciones:
Categoría profesional: Ayudante
Nº de quinquenios: No procede por el tipo de figura docente
Nº de sexenios: No procede por el tipo de figura docente
Curriculum Vitae: Perfil Completo
[CB10 ]. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
[CB7 ]. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio
[CB9 ]. Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
[CG01 ]. Capacidad para resolver problemas complejos y para tomar decisiones con responsabilidad sobre la base de los conocimientos científicos y tecnológicos adquiridos en materias básicas y tecnológicas aplicables en la ingeniería naval y oceánica, y en métodos de gestión.
[CG02 ]. Capacidad para concebir desarrollar soluciones técnica, económica y ambientalmente adecuadas a necesidades de transporte marítimo o integral de personas y mercancías, de aprovechamiento de recursos oceánicos y del subsuelo marino (pesqueros, energéticos, minerales, etc.) uso adecuado del hábitat marino y medios de defensa y seguridad marítimas.
[CG03 ]. Capacidad para proyectar buques e instalaciones de todo tipo.
[CG04 ]. Capacidad para el proyecto de plataformas y artefactos para el aprovechamiento de recursos oceánicos.
[MOB3 ]. Capacidad para modelizar un buque, artefacto o parte de los mismos. Capacidad para diseñar estructuras marinas por cálculo directo, utilizando programas de diseño de Sociedades de Clasificación.
[T04 ]. Utilizar con solvencia los recursos de información
[T05 ]. Aplicar a la práctica los conocimientos adquiridos
Adquirir la base teórica del cálculo directo de estructuras marinas. Capacidad para modelar un buque o parte del mismo. Conocimiento del manejo de programas de elementos finitos específicos del cálculo de estructuras navales. Aplicación práctica de estos programas de cálculo.
Fundamento del método de elementos finitos aplicado a estructuras marinas. Subdivisión de la estructura. Elementos para el análisis y diseño estructural. Modelización del casco. Características de la malla. Modelización de paneles reforzados. Modelización de consolas. Aplicación de cargas. Simetría de estructura y cargas. Reglas estructurales comunes. Análisis modal de la estructura. Características del análisis no lineal.
UD 2.- FUNDAMENTOS DE LOS PROGRAMAS DE ELEMENTOS FINITOS.
1.- Estructura de los programas de elementos finitos.
2.- Características de elementos en una, dos y tres dimensiones.
3.- Modelización de planchas y paneles reforzados.
4.- Submodelización.
5.- Programas de elementos finitos específicos para estructuras marinas.
UD 3.- APLICACIÓN DEL MÉTODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS A ESTRUCTURAS MARINAS.
1.- Consideraciones sobre el modelo estructural.
2.- Simetría de estructuras y cargas.
3.- Modelización de refuerzos con plancha asociada.
4.- Sistemas de malla para la modelización estructural del casco.
5.- Representación de uniones y consolas en modelos de anillo.
6.- Análisis estático lineal de vigas o barras en 2D y 3D de secciones de barcos.
7.- Consideraciones generales sobre la modelización de barcos por elementos finitos.
8.- Análisis de resistencia global mediante elementos finitos.
9.- Análisis de resistencia local mediante elementos finitos.
UD 4.- REGLAS ESTRUCTURALES COMUNES (CSR-H)
1..- Principios generales de las Reglas Estructurales Comunes Armonizadas
2.- Algunas características del diseño de disposición general.
3.- Principios de diseño estructural.
4.- Cargas y condiciones de carga.
5.- Resistencia longitudinal.
6.- Escantillonado local del barco.
7.- Resumen de cálculo de una plancha en la sección maestra.
UD 5.- EL MÉTODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS EN ESTRUCTURAS MARINAS EN COMPOSITES.
1.- Características generales de los materiales compuestos.
2.- Mecánica de materiales ortotrópicos.
3.- Macromecánica del laminado.
4.- Obtención de constantes elásticas de una lámina.
5.- Análisis de laminados mediante elementos finitos.
6.- Pandeo.
UD 6.- ANÁLISIS DINÁMICO POR ELEMENTOS FINITOS
1.- Definiciones básicas.
2.- Tipos de análisis dinámico.
3.- Formulación para análisis modal.
4.- Formulación para análisis de respuesta en frecuencia o análisis armónico.
5.- Formulación para análisis de respuesta transitoria.
6.- Características del modelo de elementos finitos.
7.- Análisis modal en ANSYS.
8.- Análisis armónico en ANSYS.
9.- Análisis transitorio en ANSYS.
10.- Frecuencias naturales del barco viga.
11.- Evaluación aproximada de las frecuencias naturales de la superestructura.
12.- Vibraciones provocadas por motores diésel lentos.
13.- Otras vibraciones importantes.
UD 1.- FUNDAMENTOS DEL MÉTODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS.
1.- Consideraciones generales del método de elementos finitos.
2.- Formulación general del método en análisis estático.
3.- Ejemplo de aplicación en una dimensión.
4.- Matrices de elementos finitos en elasticidad bidimensional.
5.- Generalización de funciones de forma en elasticidad bidimensional.
6.- Elementos isoparamétricos.
7.- Comportamiento general de los elementos triangulares y rectangulares.
8.- Integración numérica en dos dimensiones.
9.- Ensamblaje de matrices de rigidez y de vectores de fuerzas nodales.
10.- Submodelos y superelementos o subestructuras.
EJERCICIOS CON PROGRAMA DE ELEMENTOS FINITOS ANSYS
EJERCICIOS PLACAS ESTATICO EJERCICIOS EN MATERIALES COMPUESTOS EJRCICIOS DINAMICO
La Universidad Politécnica de Cartagena considera como uno de sus principios básicos y objetivos fundamentales la promoción de la mejora continua de las condiciones de trabajo y estudio de toda la Comunidad Universitaria. Este compromiso con la prevención y las responsabilidades que se derivan atañe a todos los niveles que integran la Universidad: órganos de gobierno, equipo de dirección, personal docente e investigador, personal de administración y servicios y estudiantes. El Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPCT ha elaborado un "Manual de acogida al estudiante en materia de prevención de riesgos" que puedes encontrar en el Aula Virtual, y en el que encontraras instrucciones y recomendaciones acerca de cómo actuar de forma correcta, desde el punto de vista de la prevención (seguridad, ergonomía, etc.), cuando desarrolles cualquier tipo de actividad en la Universidad. También encontrarás recomendaciones sobre cómo proceder en caso de emergencia o que se produzca algún incidente. En especial, cuando realices prácticas docentes en laboratorios, talleres o trabajo de campo, debes seguir todas las instrucciones del profesorado, que es la persona responsable de tu seguridad y salud durante su realización. Consúltale todas las dudas que te surjan y no pongas en riesgo tu seguridad ni la de tus compañeros.
UD 1.- FUNDAMENTALS OF THE FINITE ELEMENT METHOD.
1.- General considerations regarding the finite element method.
2.- General formulation of the method in static analysis.
3.- Example in one dimension.
4.- Element matrices in bidimensional elasticity.
5.- Generalization of shape functions in bidimensional elasticity.
6.- Isoparametric elements.
7.- General properties of triangular and rectangular elements.
8.- Numerical integration in two dimensions.
9.- Assembly of stiffness matrices and equivalent nodal forces.
10.- Submodels and superelements or substructures.
UD 2.- FUNDAMENTALS OF FINITE ELEMENT METHOD PROGRAMS.
1.- Structure of the finite elements programs.
2.- Element types in one, two and three dimensions.
3.- Modeling examples of plates and stiffened panels.
4.- Submodelling.
5.- Specific finite elements programs applied to marine structures.
UD 3.- APPLICATION OF FINITE ELEMENT METHOD TO MARINE STRUCTURES.
1.- Considerations regarding the structural model.
2.- Simmetry of structure and loadings.
3.- Modeling of beams attached to plating.
4.- Mesh system for hull structural modelling.
5.- Modelling of joints and brackets in structural rings.
6.- Static lineal analysis of beams in 2D and 3D models of hull sections.
7.- General considerations about ships modelling using finite element method.
8.- Global resistance analysis of hulls using finite element method.
9.- Local resistance analysis using finite element method.
UD 4.- COMMON STRUCTURAL RULES (CSR-H)
1.- CSR general principles.
2.- Some general arrangement design characteristics.
3.- Some structural design principles.
4.- Loads and load cases.
5.- Hull girder strength.
6.- Hull local scantling.
7.- Midship plate scantling example.
UD 5.- FINITE ELEMENT METHOD IN MARINE COMPOSITES STRUCTURES
1.- Characteristics of finite elements analysis of laminates.
2.- Orthotropic materials micromechanic.
3.- Macromechanic of laminates.
4.- Ply mechanics.
5.- Strength of laminates using finite elements.
6.- Buckling.
UD 6.- DYNAMICS ANALYSIS USING FINITE ELEMENT METHOD.
1.- Basic concepts of dynamics analysis.
2.- Dynamics analysis types.
3.- Formulation for modal analysis.
4.- Formulation for frequency response analysis.
5.- Formulation for transient response analysis.
6.- Finite element modelling characteristics.
7.- Modal analysis in ANSYS.
8.- Frequency response analysis in ANSYS.
9.- Transient response analysis in ANSYS.
10.- Natural frequencies of hull girder.
11.- Approximate evaluation of superstructure natural frequencies.
12.- Diesel engine excitation.
13.- Other important excitations.
Clase en aula convencional: teoría, problemas, casos prácticos, seminarios, etc
Permiten adquirir las competencias CB07, CB09, CB10, CG02, CG03, CG04, CG15, MOB3, T04 y T05, basadas en el aprendizaje deL diseño y cálculo de estructuras marinas.
Permiten adquirir las competencias CG01, CG03, MOB3, T04 y T05, realizando problemas específicos de cálculo analítico del escantillón de planchas y perfiles del barco.
30
100
Clase en laboratorio: prácticas
No hay prácticas de laboratorio ni de campo
0
100
Clase en campo o aula abierta (visitas técnicas, conferencias, etc.). En general, actividades que requieren de unos recursos o de una planificación especiales
No hay prácticas de laboratorio ni de campo
0
100
Clase en aula de informática: prácticas
Permite adquirir las competencias CG03, MB03 y TN04 modelando mediante un programa de ordenador la sección maestra de un barco para calcular el escantillón de planchas y perfiles del casco del barco.
10
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación continua)
2 parciales, el primero de los temas 1, 2 y 3, y el segundo de los temas 4, 5 y 6
5
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación final)
Permite comprobar la adquisición de las competencias a conseguir con la asignatura, mediante la realización de un examen que consta de problemas aplicados de cálculo de estructura de barcos.
0
100
Tutorías
Permite adquirir las competencias anteriores mediante el contacto directo con el profesor para las aclaraciones de las dudas que surgen durante el estudio y la realización de los problemas y los trabajos.
8
50
Trabajo del estudiante: estudio o realización de trabajos individuales o en grupo
El alumno deberá preparar 2 trabajos del método elementos finitos y/o escantillonado mediante reglamento CSR, y realizar los informes correspondientes.
El alumno estudiará los contenidos teóricos y los que le permitan realizar problemas de forma que adquiera las capacidades objetivo de la asignatura de forma continua.
82
0
Prueba oficial individual
Se valorará el aprendizaje por parte del alumno con un 80% de la nota final. Se realizarán dos parciales en la evaluación continua.
80 %
Evaluación de prácticas y/o visitas y/o seminarios a partir de las memorias y/o informes correspondientes
Se valorará las competencias adquiridas de prácticas con un 10% de la nota final mediante entrega de trabajo
10 %
Trabajos e informes individuales o en grupo (puede incluir exposición y defensa)
Se valorará las competencias adquiridas con un 10% de la nota final mediante entrega de trabajo.
10 %
Prueba oficial individual
Se valorará el aprendizaje por parte del alumno con un 80% de la nota final.
80 %
Evaluación de prácticas y/o visitas y/o seminarios a partir de las memorias y/o informes correspondientes
Se valorará las competencias adquiridas con un 10% de la nota final.
10 %
Trabajos e informes individuales o en grupo (puede incluir exposición y defensa)
Se valorará las competencias adquiridas con un 10% de la nota final.
10 %
Autor: PRFESOR
Título: APUNTES DE VLASE
Editorial: UPCT
Fecha Publicación: 2019
ISBN:
Autor: Bathe, Klaus-Jürgen
Título: Finite element procedures
Editorial: Prentice Hall International
Fecha Publicación: 1996
ISBN: 0133014584
Autor: Hughes, Owen
Título: Ship structural design a rationally-based, computer-aided, optimization approach
Editorial: The Society of Naval Architects and Marine Engineers
Fecha Publicación: 1988
ISBN: 09377304
Autor: IACS
Título: Common Structural Rules for Bulk Carriers and Oil Tankers
Editorial: IACS
Fecha Publicación: 2018
ISBN:
Autor: Barber, Ever.
Título: Finite Elements Method in Composites Material
Editorial: CRC
Fecha Publicación: 2014
ISBN:
PROGRAMAS
- MEFI. Universidad Politécnica de Cartagena
- ANSYS. ANSYS INC., USA.
- ELAS2D. CIMNE, BARCELONA.
- RAMSERIES. COMPASS, BARCELONA.