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).