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El objetivo de este curso es introducir al estudiante a la teoría y práctica del DISEÑO de experimentos, de los sistemas de medición, de los aparatos empLeaños en la medición de las más importantes variables físicas, la metodología empleada en la medición de dichas variables, el manejo de señales y el análisis de error. El contenido del curso incluye: DISEÑO experimental (estadística básica)distribuciones de probabilidad, prueba de hípótesis, comparación de medias, análisis de varianza, e intervalos de confianza), aplicaciones al control de calidad. Manipulación. transmisión y grabación de datos (regresiones, análisis de frecuencia, filtrado). Sistemas de medición (aplicaciones, configuración y descripción de los  instrumentos de medición y caracteríticas  de desempeño de los instrumentos) Programación básica y algoritmos. Proyedtos prácticos.

El curso presenta la aplicación de herramientas clásicas del álgebra lineal, cálculo vectorial, ecuaciones diferenciales y calculo variacional a la formulación y solución de problemas de la mecánica.

El lenguaje natural de la física y la ingeniería son las matemáticas. Los modelos matemáticos de fenómenos físicos y aplicaciones de ingeniería requieren de ciertas técnicas analíticas para su entendimiento y solución. El objetivo del curso de matemáticas aplicadas es presentar a los estudiantes la aplicación de herramientas analíticas clásicas típicamente utilizadas en la formulación y solución de problemas de la mecánica. Estas herramientas comprenden diferentes áreas de las matemáticas como son: Algebra lineal, calculo vectorial, ecuaciones diferenciales ordinarias y parciales y calculo variacional.

At the end of the course, the student should be able to:

 

• Understand how motion of gases changes thermodynamic properties
• Determine flow properties upstream and downstream of normal shock waves
• Calculate lift and drag on a supersonic airfoil
• Determine flow properties in a shock tube
• Understand how nozzles work and determine supersonic flow properties
• Calculate changes in fluid properties for flows with friction and heat addition

Understand the basics of hypersonic and high temperature flows

Este curso consistirá en dos líneas paralelas que cubrirán los fundamentos de falla y análisis de daños en estructuras de componentes debido a corrosión, fractura y fatiga. Tópicos a presentar incluyen análisis de tolerancia a daños basado en mecánica de la fractura, modos de falla, fatiga, cargas críticas en estructuras con grietas, técnicas de análisis de falla y control y prevención de la corrosión.

La primera parte de este curso cubre los conceptos más importantes de las teorías de fatiga y fractura para materiales comúnmente usados en componentes mecánicos estructurales tales como tornillos, ejes, engranajes, resortes, etc. La segunda parte del curso estudia en detalle la relación entre la falla por fatiga y fractura de los componentes mecánicos mencionados arriba y el diseño de los mismos. Es decir, se estudia la relación entre la geometría, el material y las condiciones de operación del componente y su falla por fatiga y fractura, haciendo énfasis en prácticas de diseño que reducirían o eliminarían esas fallas.

Provide the students with the theoretical and computational tools needed to solve vibrations problems in mechanical systems and to implement vibration energy harvesting technologies.

The course aims to build a strong theoretical knowledge and practical skills in the field of simulation of production systems with the recent advancements of Digital Twins. After the completion of the course, students should be capable to model and simulate through basic simulation technique and according to Digital Shadow and Digital Twin paradigms. The theory will be strongly backed up with the use of Matlab/simulink tool in order to facilitate the knowledge transfer to students and in order to increase their practical skills.

Un material compuesto es aquel en el que dos o más materiales diferentes se combinan para formar una sola estructura con una interfaz identificable. Las propiedades de esa nueva estructura dependen de las propiedades de los materiales constituyentes, así como de las propiedades de la interfaz. En el mundo más familiar de los metales, la mezcla de diferentes materiales forma típicamente enlaces a nivel atómico (aleaciones). De otra manera, los compuestos forman típicamente enlaces moleculares en los que los materiales originales conservan su identidad y propiedades mecánicas

Presentaremos una introducción a los conceptos fundamentales de cálculo vectorial y tensorial enfocados al Método de Elementos Finitos, con el objetivo de entender todo lo que constituye un código abierto en Matlab para la solución de problemas elásticos lineales basado en el Principio del Trabajo Virtual. Se desarrollará una fuerte intuición del significado de las transformaciones lineales en álgebra lineal como un mapeo de vectores, visualizando transformaciones específicas en Python: Jupyter Notebook.

 

En la segunda Parte del curso introducimos la Suite de Software de ANSYS para Elementos Finitos, con un fuerte énfasis en pre-procesamiento avanzado de geometrías complejas en ANSYS SpaceCiaim DirectModeler, en los métodos disponibles para resolver No-Linealidades

La Mecánica de Sólidos Avanzada presenta de manera unificada la teoría que permite calcular el estado de esfuerzos, de deformaciones y de deformaciones unitarias de un cuerpo libre sólido. Estos estados se obtienen a partir de la formulación y la solución de tres sistemas de ecuaciones diferenciales: las ecuaciones de equilibrio; las ecuaciones que relacionan las deformaciones unitarias y los desplazamientos; y las ecuaciones constitutivas del material, las cuales relacionan los esfuerzos y las deformaciones unitarias del material a través de un conjunto de propiedades mecánicas. Dependiendo de la configuración geométrica del cuerpo libre y de sus interacciones (fuerzas externas), estas ecuaciones pueden ser simplificadas para ser solucionadas por métodos analíticos. Sin embargo, en algunas circunstancias, las ecuaciones no pueden ser tratadas de forma analítica y se requiere del uso de métodos numéricos, como el de los elementos finitos, para obtener su solución.

The aim of this module is to introduce full-field non-contact optical techniques for deformation and strain measurements in the context of experimental mechanics and structural integrity.

Este es un curso electivo de maestría en el área de conversión de energía y mecánica computacional, con el cual se pretende instruir a estudiantes en los conceptos avanzados que rigen la dinámica de los fluidos incompresibles. Básicamente, los estudiantes adquirían habilidades para aplicar y solucionar las ecuaciones de conservación en las soluciones de problemas de dinámica de fluidos. El curso inicia con unas bases y conceptos matemáticos necesarios durante el curso, continua con la descripción cinemática del movimiento de un fluido para luego introducir y deducir las leyes básicas que rigen la dinámica de los fluidos (masa, cantidad de movimiento y energía) incluyendo las ecuaciones constitutivas. También, se discuten todas las simplificaciones posibles de las ecuaciones gobernantes haciendo énfasis en la incompresibilidad (Ecuaciones de Navier-Stokes). Finalmente, se discuten algunos conceptos de flujo rotacionales en 2D y 3D así como la dinámica de la vorticidad.

Los procesos de combustión han sido usados ampliamente por el hombre desde tiempos remotos. Tecnológicamente han evolucionado desde cuando fueron usados por nuestros antepasados como fuente de calor (combustión de madera) para amainar el frio, hasta hoy cuando son usados en sofisticadas maquinas de ingeniería tales como calderas, turbinas, motores de combustión interna etc. Este curso pretende instruir a estudiantes de pregrado en los conceptos fundamentales que rigen los procesos de combustión y su aplicación en problemas de ingeniería. Presupone conocimientos básicos en termodinámica, mecánica de fluidos, transferencia de calor y calculo vectorial. En la parte introductoria del curso se hace referencia a los conceptos básicos de termodinámica (primera y segunda ley y mesclas de

gases ideales y reales y sus propiedades). Posteriormente serán tratados aspectos fundamentales en la combustión de gases, líquidos y sólidos tales como: estequiometria, termoquímica, primera ley de la termodinámica para sistemas cerrados y abiertos, temperatura de llama, generación de entropía para sistema reactivos y los criterios de dirección de reacciones químicas. Otros aspectos como química cinética de reacciones (heterogéneas y homogéneas) y pirolisis de sólidos serán tratados en la parte intermedia del curso.

En este curso se introducirán las ideas y métodos de la dinámica computacional de fluidos y su aplicación en algunos problemas básicos en ingeniería. Es curso estará enfocado en la solución numérica de la ecuación de Navier-Stokes (principalmente incompresible y turbulento) por medio de la técnica de volúmenes finitos

Este es un curso electivo en el área de conversión de energía y modelamiento numérico, con el cual se pretende instruir a estudiantes graduados en los conceptos avanzados que rigen los procesos de transferencia de calor, para la solución de problemas de conducción, convección y radiación. En la parte de conducción se hará énfasis en la solución analítica y numérica de problemas multidimensionales tanto estables como inestables, con diferentes condiciones de borde (Dirichlet, Neumann, etc.). Adicionalmente, con el estudio de la convección, se pretende desarrollar la habilidad de los estudiantes para calcular coeficientes de transferencia de calor por convección, para diferentes geometrías y diferentes tipos de flujo. En la parte final se analizaran problemas de radiación con medio participante (gas) y sin medio participante.

El objetivo es proporcionar a los estudiantes de termodinámica conceptos sólidos de termodinámica clásica y estadística, ya que la termodinámica estadística incluye resultados clásicos. El curso está organizado en dos secciones básicas. La primera sección incluye conceptos clásicos de termodinámica, mientras que la segunda sección incluye temas asociados con la termodinámica estadística. La sección clásica contiene conceptos como ecuaciones de estado, leyes primera y segunda, así como sus consecuencias y aplicaciones. La sección estadística incluye temas sobre cinética de gases, principios de termodinámica estadística de equilibrio y termodinámica clásica y estadística, estadísticas de gases ideales, y finalmente, aplicación de modelos estadísticos.

This course focuses on the analysis and computational modeling of the aerodynamics and aeroelasticity of wind turbines and includes a blend of aerodynamic/structural analysis theory and computational methods used for the design of state‐of‐the‐art wind turbines.

The main objective of this course is to present an introduction to the subject of wind turbine aerodynamics and aeroelasticity at a level suitable for academics, senior undergraduate and graduate students, and practitioners in mechanical, civil, and aerospace engineering, design, researchers in the field and teaching staff. Emphasis will be placed on the different levels of abstraction and sophistication in aerodynamic/aeroelastic models for wind turbines as well as the critical evaluation of each model’s predictive capabilities.

The course will provide the students with an introduction to aeroelastic principles and how to couple various structural and aerodynamic models in an aeroelastic setup. The course participants will be able to calculate the aeroelastic response of a wind turbine construction on time varying loads originating from atmospheric turbulence, wind gusts, wind shear, yaw, tower shadow as well as gravity and inertial loads.

Finally, the student has to make use of custom software to apply aeroelasticity in project analysis and design. Modelling will be carried out using MATLAB.

El objetivo del curso es el de instruir, hasta el nivel de diseño. El estudiante desarrollará habilidades en el diseño de sistemas de conducción, selección de componentes de control y conversión de energía que manejan fluidos (líquidos y gases) que pueden ser considerados incompresibles. El curso incluye la realización de trabajo experimental para desarrollar habilidades de análisis sobre el desempeño de equipos de conversión de energía y los sistemas de conducción.

This 2 week condensed course gives an introduction to Wind Energy resources and wind turbine modelling via conventional Linear Momentum Theory, Blade Element Momentum theory and advanced CFD modelling using Reynolds Average Navier Stokes and Large Eddy Simulations. The course is a blend of 13 lectures, 6 tutorial sessions, 3 lab sessions, interactive modelling and short assessments; breakdown of topics is given below.

Con base en las diferentes etapas elementales comunes en los equipos de procesamiento de polímeros, se realizarán análisis que permitan al ingeniero contar con criterios para su control y posible diseño. Se tomará como referencia principal la extrusión y se realizará un recorrido por los aspectos tecnológicos, herramientas fundamentales para el análisis, el análisis de las principales etapas y su concreción aplicada al diseño de tornillos y dados de extrusión.

El curso tiene como objetivo que los estudiantes adquieran los conocimientos y habilidades necesarias para llevar a cabo y para entender un análisis de falla siguiendo una aproximación integral y rigurosa, usando fundamentos físicos, mecánicos y de materiales. El curso se enfocará en la falla de sistemas mecánicos, especialmente en fallas de tipo estructural. El curso está entonces dividido en dos partes principales: La primera incluye los conceptos de la ciencia de los materiales más utilizados en el análisis de falla estructural de componentes mecánicos, así como las herramientas y metodologías utilizadas en la caracterización de materiales y en los estudios fractográficos. La segunda parte se concentra en las condiciones que conducen a los diferentes tipos de falla discutidos en la primera parte del curso. Estas condiciones incluyen el diseño geométrico del sistema mecánico, su manufactura y montaje, los materiales utilizados, y las cargas y condiciones ambientales a las cuales estaba sometido. Mediante la correcta integración de las dos partes, el estudiante adquirirá conceptos y habilidades robustas de análisis de falla, permitiéndole integrarlas como herramientas de mejoramiento del diseño, manufactura y operación de sistemas mecánicos

En el desarrollo del curso, el estudiante estará expuesto a los principios del control numérico NC, el control numérico por computador CNC, el CAM (manufactura asistida por computador) y el CIM (manufactura integrada por computador). Estos temas son complementados con la descripción y prácticas sencillas sobre software CAD-CAM, máquinas CNC modernas (centros de mecanizado, tornos CNC y celdas de manufactura). Así mismo el estudiante tendrá la oportunidad de conocer acerca de la selección y aplicación de herramientas de corte y sistemas de sujeción modernos aplicados a la automatización CNC y el diseño de operaciones de mecanizado.

El curso permitirá adquirir conocimientos sobre los tres grandes aspectos que atañe la fabricación de cerámicos: materias primas, conformación y sinterización. Estos conocimientos son transversales y por tanto aplicables tanto a productos masivos como a nanotecnología, teniendo en cuenta las particularidades que impone los cambios de escala. De la misma manera permitirá conocer el marco económico/social y la importancia de los materiales cerámicos.

La ciencia e ingeniería de materiales se han desarrollado gracias al surgimiento de técnicas de caracterización, que han permitido entregar elementos para el modelado, simulación de las diversas jerarquías estructurales de los materiales y sus respectivas propiedades. En este curso se da una aproximación histórica, los principios actuantes, los sistemas disponibles y las aplicaciones modernas de diversas técnicas que permiten visualizar los materiales. Entre las técnicas tratadas en el curso están la microscopía óptica y electrónica de barrido, difracción de rayos-X, espectrometría infrarroja, ultravioleta, óptica y de fluorescencia de rayos X y técnicas calorimétricas.

This course is taught using my version of the Socratic method. By this I mean that students will learn by answering questions. To get the most out of this class, students must prepare by completing the assigned readings, and then, by preparing at least two questions provoked by these readings.

They must also be prepared to answer questions on the assigned readings. Students must also demonstrate critical thinking, when called upon, by analyzing their classmates’ answers to questions. Students can expect to be called upon every time the class meets

Los nanocompuestos se definen como la combinación de dos a más materiales donde al menos uno de ellos se presenta en escala nanométrica (1-100 nm). Dicha configuración ha sido posible por el refinamiento en las técnicas de síntesis, mezcla y análisis capaces de alcanzar tales niveles de estructura. Los resultados de este nuevo tipo de materiales han revolucionado aplicaciones que van desde la electrónica, la medicina, la aeronáutica, los empaques, la agroindustria, entre otras, afectando sinérgicamente los requerimientos de las aplicaciones mencionadas y saliéndose de las teorías tradicionales de diseño. Este curso introduce los conceptos relacionados con materiales nanocompuestos permitiendo al ingeniero contar con criterios para su control, diseño, manufactura y aplicación. El curso contendrá elementos de contextualización en términos de la evolución y clasificación de dichos materiales, los métodos de obtención de los nanorefuerzos, el abordamiento de las teorías de mezcla y procesamiento para finalizar con las aplicaciones más relevantes. Metodológicamente el curso se desarrollará mediante proyectos aplicados en paralelo con clases magistrales y evaluaciones periódicas. Las oportunidades de innovación y desarrollo de nuevos productos en este campo se podrán aprovechar para posibles nuevos emprendimientos que sobrepasen a las tecnologías tradicionales.

En este curso se presentan métodos modernos de modelamiento de sistemas dinámicos en tres dimensiones, adecuados para solución por computador

En este curso se aborda el control del movimiento de sistemas mecánicos. El curso gira alrededor de dos temáticas generales: la formulación de modelos dinámicos de sistemas mecánicos y el control del movimiento de estos sistemas.

 

Al finalizar el curso los estudiantes estarán preparado para:

• Modelar sistemas mecánicos para producir movimiento.

• Seleccionar estrategias de control de ejes en movimiento y fuerza.

• Implantar algunas estrategias de control en sistemas de tipo comercial.

 

Durante el curso se trabaja simultáneamente en ejercicios de simulación en Matlab y en aplicaciones utilizando sistemas de tipo comercial disponibles en los laboratorios.

Los temas generales del curso son:

1. Modelado de sistemas de generación de movimiento: Dinámica directa e inversa, formulación en variables de estado, estimación de parámetros, modelos de fricción, dinámica de actuadores.

2. Control de ejes: control de velocidad, control de posición, generación y control de trayectoria, control de fuerza de contacto.

Este curso estudia la dinámica de los vehículos terrestres rodantes sobre carreteras. Se estudia la dinámica longitudinal, lateral y vertical del vehículo (desempeño, maniobrabilidad y confort), ligando modelos de diverso orden que representan subsistemas del vehículo (e.g. planta motriz, tren de potencia, suspensión, frenos, dirección, chasis) con su aporte a cada característica de movimiento. Complementando la teoría se realizan prácticas experimentales y/o análisis numéricos sobre vehículos

El curso presenta una introducción al análisis dinámico de robots. Se considerarán robots manipuladores seriales y robots paralelos. Se inicia con una presentación de geometría tridimensional a partir de la cual se plantean las relaciones cinemáticas.

Se presentan algunos algoritmos de control cinemático para estos robots. Posteriormente se desarrollan diversas formulaciones cinéticas y se discute su aplicabilidad para el diseño de partes, la selección de componentes y el control.

En este curso se presentan técnicas computacionales útiles para el diseño de mecanismos. El curso es una continuación natural de cursos de nivel de pregrado de análisis de mecanismos (por ejemplo, Dinámica de Maquinaria) pues trata el ciclo de síntesis y análisis, incluyendo elementos cinemáticos, dinámicos y de manufactura.

This course provides an introduction into modeling, design and electronic control of fluid power components and systems. Modeling techniques based on physical laws and measured performance characteristics will be applied to design and analysis of component and system performance

During former classes of mechanics, students have learnt to design individual subsystems and to develop the feedback control laws of their actuators. However, the design of complex systems (as the manufacturing ones) consist in the assembly of the individual subsystems and in their coordination to perform a specific functionality.

This class has the objective to introduce the theoretical background and software tools for performing this activity called systems integration.

2020-2

This class studies the automation of physical plants focusing on the design and verification of the control logic deployed into PLC controllers. Mathematical models and industrial guidelines for the control of discrete event systems are introduced, along with strategies for their deployment into PLC controllers. Modern tools widespread in the context of the industry 4.0 are adopted throughout the course as the virtual commissioning simulation for the verification of PLC code, and the Digital Twin for the generation of decision support systems.

 

Modern Tools for Automation is a fully hands-on course in which students are going to learn by solving close-to-industrial case studies coming from the manufacturing and the protected agriculture domain.

El ciclismo moderno es un escenario donde se aprovechan múltiples herramientas ingenieriles para mejorar la experiencia del usuario, incluyendo el desempeño, la maniobrabilidad, la interacción con el terreno, así como la reducción de efectos negativos sobre el ciclista. Dada la fuerte interacción entre la persona y la máquina, el tipo de herramientas que se aplican es amplia. En el curso se cubren las herramientas fundamentales que se usan en el día de hoy para aportar desde la ingeniería al ciclismo.

El curso comprende el estudio de técnicas/métodos de probada eficacia en la búsqueda sistemática y la formulación rigurosa de soluciones creativas a problemas de diseño, especialmente en la fase conceptual del desarrollo de un producto. Se hará énfasis en las técnicas de descomposición funcional, en el método TRIZ y en el método de diseño axiomático.

En este curso se estudian los métodos numéricos más usados para la solución de ecuaciones diferenciales parciales (PDEs) por medio de la técnica de diferencias finitas. En la parte inicial del curso se estudia el método de las diferencias finitas para la discretización de operadores diferenciales. Luego, se hará un repaso de la solución numérica de ecuaciones diferenciales ordinarias (ODEs) y de algunos conceptos necesarios. Este repaso permite continuar con la solución de problemas de valor de frontera en estado estacionario en dos y tres dimensiones (ecuaciones elípticas). También, en esta parte se estudian algunos métodos iterativos para la solución de sistemas lineales resultantes de este tipo de aproximaciones. La segunda parte del curso inicia con un repaso de solución de ODE en estado transitorio, que sirve como base para discutir los métodos de solución de PDEs parabólicas e hiperbólicas. Para finalizar se estudiarán otros métodos para ecuaciones que tienen características mezcladas

El Método de los Elementos Finitos (MEF) es una herramienta numérica utilizada para la solución de las ecuaciones diferenciales que se originan en el modelado de varios problemas en ingeniería. El propósito central de este curso es que los estudiantes asimilen los fundamentos del MEF mediante el estudio detallado de sus componentes de tal forma que sean capaces de aplicarlo adecuada y responsablemente al análisis y el diseño en problemas prácticos de la ingeniería

La teoría de la mecánica de medios continuos se ocupa del estudio del movimiento de cuerpos gaseosos, líquidos o sólidos rígidos y deformables, bajo diferentes condiciones físicas. En esta teoría se hace caso omiso de la composición discreta de los cuerpos materiales, y se asume que estos se distribuyen uniformemente y llenan completamente el espacio que ocupan. Diferentes tipos de modelos matemáticos son aplicables para el mismo medio, dependiendo del propósito del estudio y del ambiente físico en el cual se encuentra. Estos modelos corresponden a diferentes campos de la mecánica de medios continuos tales como la teoría de la elasticidad, la viscoelasticidad y plasticidad, la mecánica de fluidos y gases, la transferencia de calor, la teoría de fluencia lenta (creep), y la resistencia de materiales, entre otros.

La teoría de la mecánica de medios continuos se ocupa del estudio del movimiento de cuerpos gaseosos, líquidos o sólidos rígidos y deformables, bajo diferentes condiciones físicas. En esta teoría se hace caso omiso de la composición discreta de los cuerpos materiales, y se asume que estos se distribuyen uniformemente y llenan completamente el espacio que ocupan. Diferentes tipos de modelos  matemáticos son aplicables para el mismo medio, dependiendo del propósito del estudio y del ambiente físico en el cual se encuentra. Estos modelos corresponden a diferentes campos de la mecánica de medios continuos tales como la teoría de la elasticidad, la visco-elasticidad y plasticidad, la mecánica de fluidos y gases, la transferencia de calor, la teoría de fluencia lenta (creep), y la resistencia de materiales, entre otros.

El propósito general de este seminario es el de proporcionar a los estudiantes las herramientas necesarias para el sano ejercicio de la investigación en el marco del método científico. La articulación de estas herramientas por parte de los estudiantes se evaluará con base a una propuesta de investigación para los estudiantes de maestría. Un aspecto fundamental de la investigación es la elaboración de reportes o informes. En este curso se prestará especial atención a la calidad de los talleres como informes parciales de avance, además de las versiones finales de las propuestas correspondientes. Se evaluará la escritura de acuerdo a las pautas de textos académicos del Centro de Español de la Universidad.

Bajo la dirección del profesor asesor el ingeniero deberá familiarizarse con el tema del proyecto de investigación, realizar una búsqueda y un estudio del material bibliográfico. Durante este curso el estudiante adquirirá conocimientos y habilidades en técnicas para realizar su investigación v.gr.- desarrollará modelos matemáticos, métodos analíticos, etc. En el caso de una investigación de tipo experimental el estudiante diseñará los equipos, los experimentos, etc.

En este espacio el estudiante culmina el proyecto de investigación que han venido desarrollando desde Tesis 1 y presenta su desarrollo y resultados ante un jurado. El estudiante deberá construir y/o desarrollar completamente los algoritmos y técnicas analíticas para lograr los objetivos de su investigación. Así mismo deberá construir y realizar los montajes necesarios realizar la verificación experimental del modelo propuesto.

El proyecto especial es un curso que pretende desarrollar la capacidad que tiene un estudiante para realizar un proyecto, bajo la tutoría de un profesor de planta del Departamento. Se espera que en un proyecto especial el estudiante integre y aplique los conocimientos y competencias adquiridos en diferentes espacios de aprendizaje hasta el momento.

El curso busca que el estudiante tenga una experiencia de investigación internacional.