Diseño de Superficies para la Automoción

Objetivos de desarrollo sostenible (ODS)

• 12. Producción y consumo responsables

Objetivos

El objetivo de la asignatura Diseño de Superficies para la Automoción consiste principalmente en consolidar las herramientas básicas de diseño paramétrico mediante software de diseño asistido por ordenador (CAD), así como aumentar los conocimientos en herramientas avanzadas de diseño de superficies.

Para realizar un buen seguimiento de la asignatura, el estudiante debe partir de una serie de conocimientos previos en diseño paramétrico asimilados a la asignatura Diseño de Vehículos Asistido por Ordenador. Se pretende integrar de forma aplicada las competencias de geometría, álgebra, trigonometría y organización de datos relevantes para la parametrización de modelos de 3D.

El desarrollo práctico de la asignatura se realiza con el programa informático CATIA 3Dexperience, y engloba la creación de piezas en 3D mediante el aprendizaje del modelado de wireframe y superficie, combinado con conocimientos previos en diseño de piezas sólidas.

Como objetivo paralelo, la asignatura pretende inculcar una comprensión específica de la metodología del diseño paramétrico, para conseguir la capacidad autodidacta en el uso de otros programas de CAD paramétricos. Al mismo tiempo, se pretende afianzar la expresión en el ámbito de la tecnología, con el componente añadido del uso del inglés como lengua principal de la asignatura.

Resultados de aprendizaje

• RA4. Conoce en profundidad programas de elementos finitos para el desarrollo de simulaciones complejas/avanzadas.
• RA5. Valida modelos simulados con resultados experimentales.

Competencias

Específicas

• Comprender los fundamentos de la teoría matemática para resolver los problemas matemáticos que puedan plantearse en la ingeniería y aplicar los conocimientos sobre: álgebra lineal, geometría, geometría diferencial, cálculo diferencial e integral, ecuaciones diferenciales ordinarias y en derivadas parciales, métodos numéricos, algorítmica numérica, estadística y optimización. 
• Reconocer y comprender la visión espacial y las técnicas de representación gráfica, tanto por métodos tradicionales de geometría métrica y geometría descriptiva, como mediante las aplicaciones de diseño asistido por ordenador, así como aplicar estas técnicas en los procesos de diseño y fabricación en la ingeniería de automoción.
• Trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinario y presentar exposiciones orales y redactar informes en inglés en el ámbito de la ingeniería, en general, y en el sector de la automoción, en particular.

Básicas

• Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.

Contenidos

Bloque 0. Introducción

• Introducción a la asignatura, configuración de preferencias de CATIA, nivelación en conceptos básicos de diseño sólido en 3D con Part Design
• Espacio tridimensional, árbol de geometría, bocetos y características de la parte sólida

Bloque 1. Conceptos básicos de GSD Surface / Wireframe

• Conceptos básicos de la aplicación Generative Shape Design
• Espacios topológicos: curvas, superficies y volúmenes, sistemas de coordenadas
• Creación y parametrización de curvas básicas
• Creación de superficies básicas: extrusiones, bóvedas, rellenos
• Modificación de conjuntos topológicos: filetes, recortes y desdoblamientos, uniones
• Transformaciones geométricas: simetrías, escalas, rotaciones, traslaciones
• Generación de volumen a través de superficies abiertas y cerradas
• Organización de datos en el árbol de geometría (también conocido como Bill of material), jerarquías

Bloque 2. Características de modelado avanzado de GSD

• Creación de parámetros y funciones
• Curvas complejas: splines, curvas isoparimétricas, espinas
• Herramientas avanzadas de diseño de superficies: barridos, mezclas, multisecciones, extrapolaciones
• Combinación topológica: extracciones, contornos, diferentes representaciones de límites, costura con piezas sólidas
• Análisis de la curvatura en curvas y superficies

Bloque 3. Rendimiento profesional

• Creación de parámetros y funciones
• Ecuaciones y leyes para modelos adaptativos
• Herramientas de replicación: patrones, duplicados y PowerCopies
• Técnicas de organización de datos: árbol de geometría, flujos de trabajo

Evaluación

La nota final de la asignatura se calcula con la siguiente fórmula:

NF: 10 % • EC + 20 % • máximo (E1, RE1) + 20 % • máximo (E2, RE2) + 50 % • máximo (EF, REF)

Evaluación continua(10 %) EC

• Participación activa en la asignatura.
• La presentación de los ejercicios voluntarios, las notas y los briefings de la asignatura son susceptibles de puntuar.
• El seguimiento se lleva a cabo revisando los ejercicios trabajados por los alumnos durante las explicaciones.
• Esta nota no es recuperable y se evalúa de forma individual.

Entregas 1 (20 %) E1

• Evaluación del examen asignado a los alumnos después de finalizar el bloque 1 de la asignatura.
• Fecha: Consultar el plan de trabajo.
• Para superar la asignatura Diseño de Superficies para la Automoción es obligatoria la presentación de esta entrega.
• Esta parte es recuperable (RE1) por evaluación individual.
• La recuperación consiste en entregar un nuevo ejercicio. Las fechas se concretan una vez se publican las primeras notas de entrega de este bloque.
• Para aprobar la asignatura, es necesaria una nota mínima de 3/10 puntos en esta entrega.

Entregas 2 (20 %) Entregas

• Evaluación del examen asignado a los alumnos después de finalizar el bloque 1 de la asignatura.
• Fecha: Consultar el plan de trabajo.
• La recuperación consiste en entregar un nuevo ejercicio. Las fechas se concretan una vez se publican las primeras notas de entrega de este bloque.
• Para aprobar la asignatura, es necesaria una nota mínima de 3/10 puntos en esta entrega.
• Esta nota no es recuperable y se evalúa de forma individual.

Examen final (50 %) EF

• Corresponde a la evaluación final de la asignatura, que valora el contenido de los bloques 1, 2 y 3.
• Fecha: Ver el plan de trabajo
• Para aprobar la asignatura Diseño de Superficies para la Automoción es obligatorio presentarse en el examen.
• El examen es en formato presencial. Pueden analizarse las excepciones.
• Esta parte es recuperable (REF) por evaluación individual.
• La recuperación consiste en repetir el examen. La fecha concreta se decide una vez se conocen las notas de la EF. Consultar el plan de trabajo.
• Para aprobar la asignatura, es necesaria una nota mínima de 3/10 puntos en este examen.

Metodología

La asignatura se imparte en línea y presencialmente.

Dado que la asignatura tiene un componente práctico importante, la mayoría de sesiones consisten en resolver ejercicios con la ayuda de herramientas de CAD. Aunque todos los bloques de la asignatura incluyen contenidos introductorios, en la mayoría de las sesiones se explica la teoría relacionada con los contenidos mediante la resolución de casos prácticos. Después de la explicación, se proponen ejercicios que los alumnos deben desarrollar.

En el transcurso de la asignatura se proponen ejercicios para resolver de forma autónoma, que deben entregarse. La resolución de dichos ejercicios es clave para seguir adecuadamente la asignatura y superar favorablemente los exámenes.

Es fundamental que los estudiantes tengan un ordenador portátil personal para llevar a clase y para trabajar en línea. Para las clases en línea también es muy recomendable tener doble pantalla en el ordenador, de modo que sea más fácil seguir las instrucciones y practicar a la vez. Este ordenador debe disponer de conexión a internet por wifi y debe tener instalado el programa 3DEXPERIENCE-CATIA, el cual debe funcionar de una forma ágil.

• Recomendaciones de hardware para 3DEXPERIENCE-CATIA

En la sede UGranollers de la UVic-UCC hay ordenadores portátiles en préstamo. Aunque no están certificados, permiten un funcionamiento ágil en las aplicaciones de la plataforma 3DExperience (CATIA, SIMULIA...).

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

Bibliografía

Básica

• (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.

Complementaria

El profesorado facilita las referencias de la bibliografía complementaria y de lectura obligatoria en el transcurso de la asignatura a través del Campus Virtual.