Descripción y contextualización de la asignatura

Esta asignatura ofrece una introducción básica a los métodos que se utilizan para el diseño y ensayo de máquinas. El temario contiene dos temas dedicados al diseño y otros dos al ensayo de máquinas.

Diseñar es una actividad creativa cuyo objetivo es materializar una idea. En esta asignatura se desarrolla un modelo basado en un plan de etapas, que parte de una idea abstracta de la máquina y, a través de un proceso de toma de decisiones, completa paso a paso su definición con el nivel de detalle necesario para poderla fabricar. En este proceso se conjugan creatividad para concebir ideas innovadoras, trabajo en equipos multidisciplinares para tener en cuenta cómo afectan las decisiones de diseño al desempeño de la máquina a lo largo de su ciclo de vida, y gestión de la información para obtener un control eficaz de plazos y costes.

Pero a diseñar se aprende diseñando. Por eso se propone al alumno la realización de un trabajo en equipo, en el que planteen las posibilidades de mejorar una máquina real con un nivel de complejidad sencillo/medio, empleando un planteamiento de rediseño basado en la Ingeniería Inversa. El alumno aprenden a fijar unos objetivos de calidad (basada en las expectativas de los clientes) se familiarizan con las soluciones prácticas de diseño y elaboran modelos abstractos para analizar las soluciones propuestas. A través de este trabajo, además de potenciar la capacidad del alumno de integrarse y trabajar en equipo, se pretende desarrollar su capacidad de tomar decisiones en problemas técnicos reales.

El primer tema sobre ensayo de máquinas explica los conceptos y métodos que se aplican a la información generada durante los ensayos, para analizar los fallos de una máquina. En el primer tema se define el concepto de fiabilidad y otros asociados, así como se definen los modelos matemáticos y los métodos grafo-analíticos para calcularlos.

El último tema se dedica al Diseño de Experimentos, un conjunto de métodos estadísticos empleados para el contraste de hipótesis (prueba t de Student, F de Snedecor, ANOVA) que en el caso del ensayo de máquinas se utiliza para seleccionar, con un nivel de confianza, el mejor entre varios dispositivos o máquinas en función de los resultados de una medición.

Al tratarse de una asignatura troncal el temario se ha planeado de manera que no plantee ninguna incompatibilidad para alumnos de diversa procedencia, aunque serán de ayuda todas las asignaturas que hayan aportado al alumno conocimientos sobre las diversas tecnologías implicadas en el diseño de una máquina.

Resultados del aprendizaje de la asignatura

El alumno debe adquirir una noción de la complejidad del proceso de diseño, ser capaz de abordar un proyecto sencillo de diseño y conocer algunas de sus tareas como elaborar un modelo abstracto de la máquina (estructura funcional) para generar soluciones de diseño, saber distinguir las funciones críticas que determinan la calidad de la máquina o entender la importancia de la Especificación de la Máquina en la evolución y evaluación del diseño.

También debe aprender los fundamentos de la Ingeniería Inversa y ser capaz de encontrar los argumentos que le permitan detectar qué componentes o subsistemas de una máquina afectan negativamente a su desempeño, atendiendo a los criterios de calidad que impone el punto de vista del cliente, para fijar los objetivos de rediseño y valorar el grado de modificación que es necesario aplicar (mismo diseño con nuevos parámetros, cambiar el diseño o emplear una nueva tecnología).

Además, el alumno debe conocer los modelos de Weibull y HPP (proceso homogéneo de Poison) para calcular la fiabilidad de un dispositivo, conocer los ensayos de demostración y de aceptación, y saber calcular la fiabilidad de una máquina a partir de la de sus componentes, teniendo en cuenta cómo se combinan (serie, paralelo, con elementos en stand-by, con sistemas de seguridad). Por último, debe de conocer los métodos de contraste de hipótesis (prueba t de Student, F de Snedecor, ANOVA) y saber a qué tipo de problemas debe aplicar cada uno.

Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia

La evaluación se realizará mediante dos pruebas. La nota final de la asignatura será la suma de los puntos obtenidos en las mismas



Examen Final

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Peso: 7,5 puntos

Habrá cuestiones teóricas y resolución de ejercicios

Para aprobar el curso ha de aprobarse el examen final con al menos 3,5 puntos sobre los 7,5



Trabajo de ingeniería inversa

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Peso: 2,5 puntos

El trabajo se materializará en un documento donde se reflejen las actividades realizadas en las sesiones prácticas de ingeniería inversa. Se valorará la coherencia en la implementación de los conocimientos teóricos en el caso práctico, los recursos empleados (fotos, videos, diagramas explicativos…), y la propuesta de nuevas soluciones a partir del diseño analizado.

Convocatoria extraordinaria: orientaciones y renuncia

La misma estructura que en la convocatoria ordinaria

Temario

Tema 0: Programa y Organización de la Asignatura

Tema 1: Diseño, Análisis y Ensayo de Máquinas en la Actividad Industrial

Tema 2: Metodologías de Diseño y Rediseño de Máquinas

Tema 3: Introducción a la Fiabilidad de Máquinas

Tema 4: Introducción a la Planificación de Experimentos en Diseño y Ensayo de Máquinas

Bibliografía

Materiales de uso obligatorio

Material docente elaborado por los profesores de la asignatura, materializados en ficheros PDF disponibles en la plataforma eGela

Bibliografía básica

Engineering Design. George Dieter, Linda Schmidt. Mc Graw Hill; 2012 (4ª ed).

Diseño y desarrollo de productos. Karl T, Ulrich, Steven D. Eppinger; Mc Graw Hill; 2013 (5ª ed).

Engineering Design Process. Yousef Haik, Tamer Sahin. Cengage Learning; 2011 (2ª ed).

The Mechanical Design Process. David G. Ullman. Mc Graw Hill; 2010 (4ª ed).

Fundamentals of Machine Component Design. Robert C. Juvinall, Kurt M. Marshek. Wiley; 2005

Mechanical Engineering Design. Joseph Shigley, Charles Mischke, Richard Budynas; McGraw-Hill, 2003

A whistle-stop tour statistics, B.S. Everitt, Crc Press 2012

The Reliability of Mechanical Systems, Edited By J. Davidson, Imeche Guides for the process industries 1988

Design and analysis of experiments, D.C. Montgomery, John Wiley and Sons, 1991

Bibliografía de profundización

Mechanical Survival: The use of reliability data. J.H. Bompas-Smith, McGraw Hill 1973



Practical Reliability Engineering. P.D.T. O'Connor, A. Kleyner, Wiley 2012

Revistas

Journal of Mechanical Design. ASME. ISSN: 1050-0472



https://journaltool.asme.org/home/JournalDescriptions.cfm?JournalID=12



Engineering Failure Analysis ISSN: 1350-6307



https://www.journals.elsevier.com/engineering-failure-analysis/



Journal of Applied Mechanics. ISSN: 0021-8936



http://appliedmechanics.asmedigitalcollection.asme.org/journal.aspx

Enlaces

http://web.mit.edu/2.75/fundamentals/FUNdaMENTALS.html



http://www.machinedesign.com/



http://www.matweb.com/index.aspx



https://www.asme.org/



https://www.aiaa.org/