Disseny de Superfícies per a l'Automoció

Objectius de desenvolupament sostenible (ODS)

• 12. Consum i producció responsables

Objectius

L'objectiu de l'assignatura Disseny de Superfícies per a l'Automoció consisteix principalment a consolidar les eines bàsiques de disseny paramètric mitjançant programari de disseny assistit per ordinador (CAD), així com augmentar els coneixements en eines avançades de disseny de superfícies.

Per fer un bon seguiment de l'assignatura, l'estudiant ha de partir d'una sèrie de coneixements previs en disseny paramètric assimilats a l'assignatura Disseny de Vehicles Assistit per Ordinador. Es pretén integrar de manera aplicada les competències de geometria, àlgebra, trigonometria i organització de dades rellevants per a la parametrització de models de 3D.

El desenvolupament pràctic de l'assignatura es fa amb el programa informàtic CATIA 3Dexperience, i engloba la creació de peces en 3D mitjançant l'aprenentatge del modelatge de wireframe i superfície, combinat amb coneixements previs en disseny de peces sòlides.

Com a objectiu paral·lel, l'assignatura pretén inculcar una comprensió específica de la metodologia del disseny paramètric, per assolir la capacitat autodidacta en l'ús d'altres programes de CAD paramètrics. Al mateix temps, es pretén consolidar l'expressió tècnica, amb el component afegit de l'ús de l'anglès com a llengua principal de l'assignatura.

Resultats d'aprenentatge

• RA4. Coneix en profunditat programes d'elements finits per al desenvolupament de simulacions complexes/avançades.
• RA5. Valida models simulats amb resultats experimentals.

Competències

Específiques

• Comprendre els fonaments de la teoria matemàtica per resoldre els problemes matemàtics que es puguin plantejar en l'enginyeria i aplicar sobre: àlgebra linial, geometria, geometria diferencial, càlcul diferencial i integral, equacions diferencials ordinàries i en derivades parcials, mètodes numèrics, algorítmica numèrica, estadística i optimització.
• Reconèixer i comprendre la visió espacial i les tècniques de representació gràfica, tant a partir de mètodes tradicionals de geometria mètrica i geometria descriptiva, com mitjançant les aplicacions de disseny assistit per ordinador, i aplicar aquestes tècniques als processos de disseny i fabricació en l'enginyeria d'automoció.
• Treballar en un entorn multilingüe i multidisciplinari i presentar exposicions orals i redactar informes en anglès en l'àmbit de l'enginyeria, en general, i en el sector de l'automoció, en particular.

Bàsiques

• Tenir la capacitat de recollir i interpretar dades rellevants (normalment dins de l'àrea d'estudi pròpia) per emetre judicis que incloguin una reflexió sobre temes importants de caràcter social, científic o ètic.

Continguts

Bloc 0. Introducció

• Introducció a l'assignatura, configuració de preferències de CATIA, anivellament en conceptes bàsics de disseny sòlid en 3D amb Part Design
• Espai tridimensional, arbre de geometria, esbossos i característiques de la part sòlida

Bloc 1. Conceptes bàsics de GSD Surface / Wireframe

• Conceptes bàsics de l'aplicació Generative Shape Design
• Espais topològics: corbes, superfícies i volums, sistemes de coordenades
• Creació i parametrització de corbes bàsiques
• Creació de superfícies bàsiques: extrusions, voltes, emplenaments
• Modificació de conjunts topològics: filets, retalls i desdoblaments, unions
• Transformacions geomètriques: simetries, escales, rotacions, translacions
• Generació de volum a través de superfícies obertes i tancades
• Organització de dades en l'arbre de geometria (també conegut com a Bill of material), jerarquies

Bloc 2. Característiques de modelatge avançat de GSD

• Creació de paràmetres i funcions
• Corbes complexes: splines, corbes isoparimètriques, espines
• Eines avançades de disseny de superfícies: escombrats, mescles, multiseccions, extrapolacions
• Combinació topològica: extraccions, contorns, diferents representacions de límits, costura amb peces sòlides
• Anàlisi de la curvatura en corbes i superfícies

Bloc 3. Rendiment professional

• Creació de paràmetres i funcions
• Equacions i lleis per a models adaptatius
• Eines de replicació: patrons, duplicats i PowerCopies
• Tècniques d'organització de dades: arbre de geometria, fluxos de treball

Avaluació

La nota final de l'assignatura es calcula amb la fórmula següent:

NF: 10 % • AC + 20 % • màxim (Ll1, RLl1) + 20 % • màxim (Ll2, RLl2) + 50 % • màxim (EF, REF)

Avaluació contínua (10 %) AC

• Participació activa en l'assignatura.
• La presentació dels exercicis voluntaris, les notes i els briefings de l'assignatura són susceptibles de puntuar.
• El seguiment es fa revisant els exercicis treballats pels alumnes durant les explicacions.
• Aquesta nota no és recuperable i s'avalua de manera individual.

Lliuraments 1 (20 %) Ll1

• Avaluació de l'examen assignat als alumnes després de finalitzar el bloc 1 de l'assignatura.
• Data: Cal consultar el pla de treball.
• Per superar l'assignatura de Disseny de Superfícies per a l'Automoció és obligatòria la presentació d'aquest lliurament.
• Aquesta part és recuperable (RLl1) per avaluació individual.
• La recuperació consisteix a lliurar un exercici nou. Les dates es concreten un cop es publiquen les primeres notes de lliurament d'aquest bloc.
• Per aprovar l'assignatura, cal una nota mínima de 3/10 punts en aquest lliurament.

Lliuraments 2 (20 %) Lliuraments

• Avaluació de les tasques assignades als alumnes després de finalitzar el bloc 1 de l'assignatura.
• Data: Cal consultar el pla de treball.
• La recuperació consisteix a lliurar un exercici nou. Les dates es concreten un cop es publiquen les primeres notes de lliurament d'aquest bloc.
• Per aprovar l'assignatura, cal una nota mínima de 3/10 punts en aquest lliurament.
• Aquesta nota no és recuperable i s'avalua de manera individual.

Examen final (50 %) EF

• Correspon a l'avaluació final de l'assignatura, que valora el contingut dels blocs 1, 2 i 3.
• Data: Vegeu el pla de treball.
• Per aprovar l'assignatura Disseny de Superfícies per a l'Automoció és obligatori presentar-se a l'examen.
• L'examen és en format presencial. Es poden analitzar les excepcions.
• Aquesta part és recuperable (REF) per avaluació individual.
• La recuperació consisteix a repetir l'examen. La data concreta es decideix un cop es coneixen les notes de l'EF. Cal consultar el pla de treball.
• Per aprovar l'assignatura, cal una nota mínima de 3/10 punts en aquest examen.

Metodologia

L'assignatura s'imparteix en línia i presencial.

Com que l'assignatura té un component pràctic important, la majoria de sessions consisteixen a resoldre exercicis amb l'ajuda d'eines CAD. Tot i que tots els blocs de l'assignatura inclouen continguts introductoris, en la majoria de sessions s'explica la teoria relacionada amb els continguts mitjançant la resolució de casos pràctics. Després de l'explicació, es proposen exercicis que els alumnes han de desenvolupar.

En el transcurs de l'assignatura es proposen exercicis per resoldre de manera autònoma, que s'han de lliurar. La resolució d'aquests exercicis és clau per seguir el curs correctament i superar favorablement els exàmens.

És fonamental que els estudiants tinguin un ordinador portàtil personal per portar a classe i per treballar en línia. Per a les classes en línia també és molt recomanable tenir doble pantalla a l'ordinador, de manera que sigui més fàcil seguir les instruccions i practicar alhora. L'ordinador ha de tenir connexió a internet per wifi i ha de tenir instal·lat el programa 3DEXPERIENCE-CATIA, que ha de funcionar de manera àgil:

• Recomanacions de maquinari per a 3DEXPERIENCE-CATIA

A la seu UGranollers de la UVic-UCC hi ha ordinadors portàtils en préstec. Tot i no estar certificats, permeten un funcionament àgil en les aplicacions de la plataforma 3DExperience (3DExperience, CATIA, SIMULIA...).

• Lenovo 80WK: Core i5-73000HQ 2,5 GHz, targeta gràfica NVidia Geforce GTX1050 de 4 Gb, 12 Gb de RAM, SSD
• Asus Republic of Gamers GL553V: Core i7-7700HQ 2,5 GHz, targeta gràfica NVidia Geforce GTX1050 de 4 Gb, 12 Gb de RAM, SSD
• Estació de treball MSI WE63 8SI 495ES: Intel Core i7 8750H / 2,2 GHz, targeta gràfica Nvidia Quadro P1000, 16 Gb de RAM, 256 GB SSD + 1 TB HD

Bibliografia

Bàsica

• (2018). Advanced Surface Design: CATIA V5-6R2017 Learning Guide. ASCENT.
• Mario Hirz • Wilhelm Dietrich Anton Gfrerrer • Johann Lang (2013). Integrated Computer-Aided Design in Automotive Development: Development Processes, Geometric Fundamentals, Methods of CAD, Knowledge-Based Engineering Data Management. Springer.
• Zamani, Nader G (2017). CAD Modeling Essentials in 3DEXPERIENCE 2016x Using CATIA Applications. SDC Publication.

Complementària

El professorat facilita les referències de la bibliografia complementària i de lectura obligatòria en el transcurs de l'assignatura a través del Campus Virtual.