Nombre: CÁLCULO AVANZADO DE ESTRUCTURAS MARINAS
Código: 232201011
Carácter: Obligatoria
ECTS: 6
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
Responsable de los grupos: G1
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
Adquisición de la base teórica del cálculo directo de estructuras marinas. Conocimiento de varios métodos para el cálculo de deflexiones y tensiones de una estructura sometida a cargas dinámicas. Capacidad de modelado de estructuras marinas para su análisis. Empleo de software de cálculo por Elementos Finitos para la resolución de casos prácticos de estructuras navales.
Aplicación del Método de los Elementos Finitos a estructuras marinas. Capacidad de subdivisión de la estructura para su análisis local. Realización de modelos simplificados para su cálculo. Estudio de resistencia y fatiga de estructuras sometidas a presión. Modelización de paneles reforzados y elementos de unión. Correcta aplicación de cargas y condiciones de contorno (simetría, apoyos, desplazamientos forzados, etc.). Reglas estructurales comunes. Análisis dinámico de la estructura. Fundamentos del análisis no lineal.
UD 1.- FUNDAMENTOS DEL MÉTODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS.
Tema 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.
UD 2.- FUNDAMENTOS DE LOS PROGRAMAS DE ELEMENTOS FINITOS DE APLICACIÓN A LAS ESTRUCTURAS MARINAS
TEMA 2.- FUNDAMENTOS DE LOS PROGRAMAS DE ELEMENTOS FINITOS DE APLICACIÓN A LAS ESTRUCTURAS MARINAS
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.
TEMA 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)
TEMA 4.- REGLAS ESTRUCTURALES COMUNES (CSR)
1.- Estructura de las CSR.
2.- Algunas características del diseño de disposición general.
3.- Algunos principios de diseño estructural.
4.- Cargas y condiciones de carga.
5.- Resistencia longitudinal.
6.- Escantillonado local del barco.
UD 5.- ANÁLISIS DINÁMICO POR ELEMENTOS FINITOS
TEMA 5.- 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 y hélices.
13.- Otras vibraciones importantes.
- PROBLEMAS Y PRACTICAS
- PROBLEMAS (presencial convencional): se desarrollarán prácticas en las clases de problemas que constarán de la resolución de ejercicios y cuestiones lo más reales posibles en relación con los conocimientos desarrollados en las clases de teoría. Para ello se utilizarán apuntes y reglamentos. -PRACTICAS DE ELEMENTOS FINITOS (presencial convencional): Los alumnos aprenderán a manejar programas de elementos finitos realizando modelización de placas, paneles reforzados y de bloques de casco, con aplicación a las estructuras marinas. Programas: ANSYS. MEFI y ELAS2D,
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.
CH 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.
CH 2.- FUNDAMENTALS OF FINITE ELEMENT METHOD PROGRAMS APPLIED TO MARINE STRUCTURES
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.
CH 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)
CH 4.- COMMON STRUCTURAL RULES (CSR)
1.- CSR general aspects.
2.- Some general arrangement design characteristics.
3.- Some structural design principles.
4.- Loads and load cases. 5.- Hull girder strength.
6.- Hull local scantling.
UD 5.- DYNAMICS ANALYSIS USING FINITE ELEMENT METHOD.
CH 5.- 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 and propeller excitation.
13.- Other important excitations.
Clase en aula convencional: teoría, problemas, casos prácticos, seminarios, etc.
Explicación teórica y prácticas (problemas) de los contenidos del programa
36
100
Clase en aula de informática: prácticas.
Explicación del programa de elementos finitos ANSYS con aplicación naval
20
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación continua).
Los alumnos realizarán dos parciales, un trabajo y prácticas
4
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación final).
Los alumnos realizarán un examen dividido en dos parciales y un examen sobre el trabajo y las prácticas
8
100
Tutorías.
El alumno dispondrá de tutorías en horario establecido
6
50
Trabajo del estudiante: estudio o realización de trabajos individuales o en grupo.
El alumno estudiará los conceptos de los contenidos teóricos y junto con los problemas realizados en clase diseñados para conseguir comprender los conceptos desde los más básicos a los más complejos, le permitirán adquirir las capacidades objetivo de la asignatura para afrontar la resolución de problemas.
106
0
Pruebas evaluación individual escritas/orales
Se realizarán dos parciales de 3.5 puntos cada uno, que valdrán el 70% del total de la nota final
70 %
Evaluación de prácticas y/o visitas y/o seminarios a partir de las memorias y/o informes correspondientes
La evaluación del seguimiento y presentación de las practicas y trabajo valdrá el 10% (5% + 5%) de la nota del final.
10 %
Resolución de casos, cuestiones teóricas, ejercicios prácticos o problemas propuestos
El trabajo del curso valdrá el 10% de la nota final.
10 %
Trabajos e informes individuales o en grupo (puede incluir exposición y defensa)
El trabajo de prácticas valdrá el 10% de la nota final.
10 %
Pruebas evaluación individual escritas/orales
Se realizarán dos parciales de 3.5 puntos cada uno, que valdrán el 70% del total de la nota final
70 %
Evaluación de prácticas y/o visitas y/o seminarios a partir de las memorias y/o informes correspondientes
Se realiza un examen de prácticas en evaluación final que valdrá el 15% de la nota final
15 %
Trabajos e informes individuales o en grupo (puede incluir exposición y defensa)
Se hará un examen sobre el trabajo que valdrá el 15% de la nota total
15 %
Se evaluará el aprendizaje del alumno mediante la realización de dos parciales en la evaluación continua.
Se valorarán las competencias adquiridas en prácticas mediante la realización de un trabajo sobre las mismas y de un trabajo obligatorio relativo a la aplicación de la teoría de elementos finitos u otro tema propuesto por el profesor.
Las calificaciones de prácticas y trabajos computan un valor del 30% entre los ítems de evaluación de prácticas, de trabajo de curso e ítem de informes (véase la evaluación continua). La no entrega de una de estas partes durante el curso, en las convocatorias de junio y julio, se considerará como prácticas no entregadas, con calificación de cero. La nota mínima de las prácticas para hacer media con el resto de las actividades de evaluación continua será de 4,0.
No se guardan parciales para otros cursos académicos.
Se podrá guardar el trabajo y las prácticas realizados durante el curso si los profesores lo estiman conveniente.
Autor: HUGHES, OWEN
Título: SHIP STRUCTURAL ANALYSIS AND DESING
Editorial: Society of Naval Architects and Marine Engineers
Fecha Publicación: 2010
ISBN: 0939773821, 9780939773824
- Bathe, Klaus-Jurgen. "Finite Elements Procedures for Solid and Structures". MITOPECOURSEWARE, Massachusetss Institute of Tecnology.
- Bathe, Klaus-Jurgen. "Finite Elements Procedures". 2ª ed. 2014
- Hughes, Owen F., "Ship Structural Design". SNAME 1988.
- Barbero, Ever. "Finite Elements Method in Composites Material". Ed. CRC Press 2014.
- Common Structural Rules for Bulk Carriers and Oil Tankers. IACS. 2023.
- Apuntes de la asignatura facilitados por el profesor.