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UNIVERSIDADAUTÓNOMADENUEVOLEÓNFACULTADDEINGENIERÍAMECÁNICAYELÉCTRICA
PROGRAMAANALÍTICOFIME
Nombredelaunidaddeaprendizaje:BIOMECÁNICAFrecuenciasemanal:Unasesiónde3hrs.Horaspresenciales:3hrs.Horasdetrabajoextra-aula:4.5hrs.Modalidad:presencialPeríodoacadémico:semestreUnidaddeaprendizaje:(X)obligatoria ()optativaÁreacurricular,segúnelniveleducativo:Licenciatura ()Formaciónbásicaprofesional (X)Formaciónprofesional ()FormacióngeneralUniversitaria ()LibreelecciónCréditosUANL:3incluyendolaboratorioFechadeelaboración: Fechadelaúltimaactualización:Responsablesdeldiseño: Prof.Dr.FranciscoRamírezCruzPresentación:Estáunidaddeaprendizajesedivideen3unidadestemáticas,enlaprimeraunidadtemáticasepresentaelestudiodeestructurasyfuncionesdesistemasbiológicosutilizandométodosdelaingenieríamecánica.Lasegundaunidadtemáticacomprenderálametodologíaóptimaeneldiseñode componentesmecánicos fundamentados en la biomecánica. En la tercera unidad temática se sintetizarán las aplicaciones de estructurasóptimas.Propósito:.Estaunidaddeaprendizajetienecomofinalidadquelosestudiantesdeingenieríaapliquenlosconocimientosgeométricosadquiridosdeunidadesdeaprendizajeanterioresydeterminenpormediodemétodosnúmericoslasvariablesdeestadodedeformacionesyesfuerzos.DeigualformadesarrollarálahabilidaddelmanipularherramientasdesoftwaredetipoCAE(CAD/FEM)utilizadodentrodelámbitoIndustrial.Serácapazdegenerargeometrías,análisisdedeformacionesyesfuerzosdeestructurasbiológicasutilizandodiferentesherramientascomputacionales.Asímismoserácapazdevalidarlasformasbiológicasexperimentalmente.
Competenciasdelperfildeegreso:a. CompetenciasdelaFormaciónGeneralUniversitariaalasquecontribuyeestaunidaddeaprendizaje:Estaunidaddeaprendizajecontribuyealdesarrollodelassiguientescompetenciasgenerales:Competenciasinstrumentales:• Capacidadparaunaprendizajeautónomo.• Habilidadesparalautilizacióndediversoslenguajes:lógico,formal,matemático,icónico,verbalynoverbal.• Manejoefectivoenelusoygestióndelastecnologíasdelainformación.• Capacidaddecomunicarseensulenguamaterna.• Habilidadesparaeldesarrollodediversasexpresionesdelpensamiento:lógico,crítico,creativoypropositivo.
Competenciaspersonalesydeinteracciónsocial• Aceptación,compromisoyrespetoaladiversidadsocialycultural.• Compromisoprofesionalyhumanofrentealosretosdelasociedadcontemporáneaenlolocalyglobal.• EjerciciodelosvalorespromovidosporlaUANL,talescomo:verdad,solidaridad,responsabilidad,libertad,justicia,equidadyrespeto
alavida.• Capacidaddeuntrabajointer,ymultidiciplinario.• Habilidadparareconocerlasamenazasalentornosocialyecológicodesdelosámbitosprofesionalyhumano.
Competenciasintegradoras
• Habilidadesparalaaplicacióndeconocimientos.• Capacidad para promover un desarrollo sustentable a través de la comprensión holística de la realidad y la planeación e
implementacióninnovadoraycreativadesoluciones.• Capacidadparalasolucióndeproblemasylaadecuadatomadedecisiones.
b. Competenciasespecíficasdelperfildeegresoalasquecontribuyelaunidaddeaprendizaje:
• Generarydesarrollarmodelosmatemáticosgeométricos, seleccionando lametodologíaapropiada,paraquedichosmodelos seancongruentes.
• Validarmedianteherramientascomputacionalesytécnicasexperimentaleslasformasbiológicas.• Aplicarlasbasesdelestudiobiomécanicopararesolverproblemasdediseñomecánico.
Representacióngráfica
CompetenciasdelaUnidaddeAprendizaje
Instrumentales
.
InteracciónSocial
Integradoras
Unidadtemática1:EstudiodeestructurasyfuncionesdesistemasbiológicosutilizandométodosdelaingenieríamecánicaCompetenciasparticulares:Conocerlosantecedentesymarcoteóricodelamejoraestuctural.Interrelacionarlasestructurasbiológicasconsumedioambienteylascondicionesdediseñoymanufacturadelosfabricantesdecomponentesdemáquinasindustriales.Reconocerlascaracterísticasdeformayfunciónenunaestructurabiológica.
ElementosdeCompetencia
Evidenciasdeaprendizaje
Criteriosdedesempeño Actividadesdeaprendizaje Contenidos Recursos
1.-Conocerlosantecedentesymarcoteóricodelamejoraestuctural.2.-Interrelacionarlasestructurasbiológicasconsumedioambienteylascondicionesdediseñoymanufacturadelosfabricantesdecomponentesdemáquinasindustriales.3.-Reconocerlascaracterísticasdeformayfunciónenunaestructurabiológica
1.-Reportedecálculodedesplazamientosyesfuerzosempleandoelmétododeelementosfinitos
1.-Descripcióndeejemplosdeestructurasbiológicas.
2.-Identificacióndecaracterísticasyusocorrectodetérminos.
3.-Habilidadenelusodelasherramientascomputacionalesdelcurso.
1.-Esaltamenterecomiendablequesedefinanequiposdetrabajopararealizaralgunasactividadescomo:Discusióndelosconceptosatravésdedebatesgrupales,lluviasdeideasqueinvolucrenlosdiferentestiposdeestructurasbiológicas,relacionándolasconlasaplicacioneseneldiseñomecánico.
1.-DefinicióndeBiomecánica,Continuidadgeométrica,Mejoraestructural,etc.2.PrincipiodelaEnergíaPotencialMínima.3.Métododeelementosfinitos.
Pizarrón,marcadores,borrador,hojas,tintaparaimpresora.Proyectorypantalla.ProgramascomputacionalescomoRhinoceros,SolidWorksyANSYS.
Unidadtemática2:Metodologíaóptimaeneldiseñodecomponentesmecánicosfundamentadosenlabiomecánica.Competencias particulares: Desarrolla modelos de CAD para su importación en ambientes de elemento finito y su fabricación para laexperimentación.ElementosdeCompetencia
Evidenciasdeaprendizaje
Criteriosdedesempeño Actividadesdeaprendizaje Contenidos Recursos
1.-Determinalascondicionesdefronteraenunaestructurabiológica.2.-Reconocelasvariablesrequeridasparasuimplementaciónexperimentalconmodelosfísicos.
1.-Reporte:Modeladogeométricodeestructurasbiológicas2.-Reporte:Modeladoconelementosfinitosdeestructurasbiológicas
1.-AbstraccióndelosprincipaleselementosgeométricosenunaestructurabiológicaparalarepresentaciónenCAD.2.-Selecciónadecuadadematerialesymétodosparalaexperimentación.3.-Habilidadenelusodelasherramientascomputacionales
1.-Hacerunreporteconlosproblemasplanteadosylospasosdelusodeherramientascomputacionalesdelcurso.2.-Hacerunreporteconlasoluciónnúmericadelproblemaseleccionadoparaelcasodeestudio.
1.-Metodologíadediseñoóptimo.2.-Axiomadelosesfuerzosconstantesydiseñoestructuralenlosárboles.3.-Optimizacióntopológica,deformaytopográfica.
Pizarrón,marcadores,borrador,hojas,tintaparaimpresora.Proyectorypantalla.ProgramascomputacionalescomoRhinoceros,SolidWorksyANSYS.
Unidadtemática3:AplicacióndeestructurasóptimasCompetenciasparticulares:Generarydesarrollarmodelosmatemáticosgeométricos,seleccionandolametodologíaapropiada,paraquedichosmodelosseanvalidándosmedianteherramientascomputacionalesymétodosexperimentalesElementosdeCompetencia
Evidenciasdeaprendizaje
Criteriosdedesempeño Actividadesdeaprendizaje Contenidos Recursos
1.-Identificarlosdiferentesmétodosdeexperimentaciónexistentesparalavalidacióndelcasodeestudiopropuesto.2.-Compararlosresultadosobtenidospormediodelmétododeelementofinitoylatécnicaexperimentalseleccionada.
1.-Reporte:Métododevalidaciónexperimentalysumarcoteórico.2.-Presentacióndeltrabajofinalporequiposdetrabajo.
1.-Identificaciónsuficientedelascaracterísticasgeométricasdecasosplanteados.2.-Capacidaddecalcularyresolverproblemasplanteados.3.-Habilidaddeusodeprogramasdeelementofinito.
1.-Exponerelcálculoylasoluciónaproblemasplanteadosparaelmodeladoconelementosfinitos.2.-Exponerelcálculoylasoluciónaproblemasplanteadosparalavalidaciónexperimental.3.Elestudiantedemostrarálahomogeneidaddeesfuerzossobreunatrayectoriadadayexperimentalmentevalidaráelaxiomadelosesfuerzosconstantes.
1.-Analogíasentreestructurasmecánicasybiológicas2.-Aplicacionesenlaingenieríademáquinasinteligentes
Pizarrón,marcadores,borrador,hojas,tintaparaimpresora.Proyectorypantalla.ProgramascomputacionalescomoRhinoceros,SolidWorksyANSYS.
EvaluaciónintegraldeprocesosyproductosEvidenciaReportedecálculodedesplazamientosyesfuerzosempleandoelmétododeelementosfinitosReporte:ModeladogeométricodeestructurasbiológicasReporte:ModeladoconelementosfinitosdeestructurasbiológicasReporte:Métododevalidaciónexperimentalysumarcoteórico.ExamendeMediocursoExamenOrdinarioProducto Integrador: Generar modelos matemáticos geométricos, seleccionando la metodologíaapropiada, para que dichos modelos sean validados mediante herramientas computacionales ymétodosdeingenieríamecánica.
Ponderación
551010202030
Productointegradordelaprendizajedelaunidaddeaprendizaje:
Al finalizar la unidad de aprendizaje el estudiante entregará su portafolio para su evaluación, el cuál contendrá las evidencias paraacreditarlaunidaddeaprendizaje.Ademásuntrabajofinalquelepermitadesarrollarhabilidadesdelaunidaddeaprendizaje.
Laevaluacióndelproductointegradorcontendrálossiguienteselementos:1.-Formacióndeunequipodetrabajoconhabilidadescomplementarias.(2puntos)2.Reportesobrecasodeestudiodeaplicaciónasignado.DiagramadeGantdetrabajo.(2puntos)3.Reporteescritosobrelaexperimentacióndelcasodeestudioasignado.(10puntos)4.Reporteescritodecasodeestudioenformatodeartículo.(5puntos)5.Cincominutasdetrabajodelcasodeestudioasignado.(5puntos)6.Compilaciónenpapeldelmaterialdelcurso,disponibleenformadigital.(6puntos)
Fuentesdeapoyoyconsulta:
! Libro:ComputationalModellinginBiomechanicsAutor:SuvranuDe;FarshidGuilakMohammad;R.K.Mofrad.Editorial:SpringerVerlag;ISBN:978-1-4419-1119-3
! Libro:DesigninderNatur
Autor:ClausMattheckEditorial:RombachWissenschaftISBN:3-7930-9150-3
! Libro:BiologischesDesign
Autor:WernerNachtigallEditorial:SpringerVerlagISBN:3-540-22789-X
! Revista:Ingenierias
Año:2004#derevista:http://ingenierias.uanl.mx/22/disenooptimo.PDFMes:Enero-MarzoNombredelartículo:Diseñoóptimodeelementosmecánicosusandoalgoritmosdecrecimientobiológico.Autor:FranciscoRamírezCruz,UbaldoOrtizMéndez,Fco.EugenioLópezGuerrero,RigobertoGuzmánAnaya
Perfildeldocente:
GradodeMaestríay/oDoctorado.Fichabibliográficadelprofesor:Prof.Dr.FranciscoRamírezCruz:IngenieroMecánicoElectricistaporlaFIME/UANL,MaestroenCienciasdelaMecatrónicaporlaUniversidadTécnicadeHamburgo,Alemania.DoctorenIngenieríadeMaterialesporlaFIME/UANLencooperaciónconlaUniversidadTécnicadeHamburgo,Alemania.DirigióeldepartamentodeSomatoprótesisde laFacultaddeMedicinade laUANL.Profesordetiempocompletode laDivisióndeIngenieríaMecatrónicadeFIME/UANL..MiembrodelCuerpoAcadémico“SistemasIntegradosdeManufactura”(CASIM).