Curso de posgrado DINÁMICA CLÁSICA Y COMPUTACIONAL (S. Preidikman)
Mario Storti
Date: Mon, 24 Feb 2025 at 16:49
Subject: Re: Divulgacion curso de posgrado
Curso: DINÁMICA
CLÁSICA Y COMPUTACIONAL
- Docentes: Dr. Ing. Sergio PREIDIKMAN
- e-mail de contacto: sprei...@unc.edu.ar
- Fecha de inicio: 5 de
marzo de 2025
- Duración: 60 horas. Un total de 15 semanas de clases
- Horario: miércoles de 14:00 a 18:00hs.
- Modalidad: Presencial
- Cantidad de créditos que otorga para la carrera de DCI: 3
JUSTIFICACIÓN: Este curso constituye una continuación natural de un curso de grado sobre Mecánica Racional. La principal extensión es el tratamiento de la cinemática y la dinámica tridimensional avanzada de cuerpos rígidos y de sistemas multicuerpo rígidos, con aplicaciones a problemas de ingeniería. Además, sirve como puente entre un curso sobre dinámica de cuerpos rígidos y un curso con orientación computacional sobre dinámica de multicuerpos flexibles. Este curso está diseñado para proporcionar a los estudiantes las teorías fundamentales y metodologías computacionales que se utilizan en el análisis de sistemas de multicuerpos rígidos. El énfasis está puesto en una comprensión integrada de: (i) el modelado, (ii) la formulación moderna mixta analítico/vectorial de las ecuaciones de movimiento de sistemas complejos de cuerpos rígidos, y (iii) las técnicas numéricas aplicadas a sistemas mecánicos multicuerpo. Los estudiantes aprenderán a formular analíticamente ecuaciones de movimiento para sistemas multicuerpo, así como a utilizar algoritmos numéricos para simular dichos sistemas. De esta manera, los estudiantes aprenderán a resolver problemas del mundo real en áreas de ingeniería civil, mecánica y aeroespacial, robótica, biomecánica y mecatrónica. El curso proporciona una cobertura en profundidad de: los conceptos fundamentales de las formulaciones de Newton/Euler, Lagrangianas y Hamiltonianas para cuerpos rígidos y sistemas de cuerpos rígidos tridimensionales, marcos de referencia giratorios, coordenadas y velocidades generalizadas, fuerzas generalizadas, la determinación analítica y computacional de las propiedades inerciales, el principio de Hamilton, el método de Kane, las leyes de conservación, restricciones holonómicas y no holonómicas, procesamiento de restricciones, elementos de fuerza para actuadores lineales y torsionales, algoritmos de integración numérica y simulación computacional. Las herramientas matemáticas necesarias para describir el movimiento espacial de un cuerpo rígido se presentarán en su totalidad. Se ejercitarán métodos computacionales de manipulación simbólica y de integración numérica temporal para el análisis dinámico. Aunque el contenido del curso se limita a la cinemática y la dinámica de multicuerpos rígidos, los principios pueden adecuarse para su aplicación a problemas más complicados, incluidos aquellos con elementos deformables. El objetivo último es lograr una sólida comprensión de los principios de la dinámica de cuerpos y multicuerpos rígidos en el contexto de los métodos analíticos y computacionales modernos. Se elige el entorno de programación MATLAB porque es amigable para los programadores principiantes y porque permite jugar con ideas computacionales mediante experimentación. Además, de tratarse del lenguaje de computación científica utilizado por prácticamente todas las universidades y centros de investigación y desarrollo del mundo. Esto es central y fundamental para desarrollar la intuición computacional.
OBJETIVOS DEL CURSO Y RESULTADOS DE APRENDIZAJE PREVISTOS: Al finalizar con éxito el presente curso, los estudiantes podrán:
· Comprender y analizar la cinemática de cuerpos rígidos tridimensionales y de sistemas de cuerpos rígidos;
· Clasificar y modelar diferentes tipos de restricciones, elementos de fuerza y actuadores;
· Comprender y utilizar diferentes conjuntos de coordenadas generalizadas y cuasi-coordenadas para describir el movimiento de cuerpos rígidos tridimensionales y de sistemas formados por múltiples cuerpos rígidos;
· Tener la capacidad de desarrollar las ecuaciones de movimientos para sistemas dinámicos mecánicos tridimensionales complejos utilizando marcos de referencia giratorios (no inerciales);
· Derivar y evaluar numéricamente el tensor de inercia y otras propiedades másicas de cuerpos rígidos tridimensionales;
· Derivar ecuaciones de movimiento de un solo cuerpo y de varios cuerpos utilizando las formulaciones de Newton-Euler, las ecuaciones de Lagrange, las ecuaciones de Hamilton, el principio generalizado de Hamilton, y el método de Kane;
· Comprender las relaciones y equivalencias entre las ecuaciones de movimiento de Lagrange/Kane/Hamilton y las ecuaciones de movimiento de Newton-Euler;
· Aplicar e interpretar principios de conservación a cuerpos rígidos tridimensionales y sistemas formados por múltiples cuerpos rígidos;
· Configurar simulaciones para representar el movimiento de sistemas dinámicos mecánicos complejos utilizando modernas herramientas de programación informática;
· Escribir programas de propósito especial dentro de un entorno informático de programación de procedimientos, como MATLAB, para simular la dinámica de movimientos tridimensionales de cuerpos rígidos y sistemas formados por múltiples cuerpos rígidos;
· Tener la capacidad para aplicar métodos numéricos básicos para integrar las ecuaciones diferenciales utilizadas en dinámica;
· Comprender que los sistemas mecánicos complejos pueden ser simples si se tratan sistemáticamente;
· Desarrollar y realizar experimentaciones numéricas apropiadas, analizar e interpretar datos, evaluar la precisión y el realismo de un modelo, y utilizar el criterio de ingeniería para sacar conclusiones; y
· Obtener una idea de la cinemática y la dinámica de los sistemas tridimensionales formados por múltiples cuerpos flexibles.
Aranceles:
- Estudiantes de carreras de posgrado y grado de universidades públicas nacionales sin costo
- Estudiantes de carreras de posgrado de universidades privadas, extranjeros y profesionales en general $250.000 (Pesos doscientos cincuenta mil).
---------------------------------------------------------------------------------
Dr. Sergio Preidikman
Profesor Titular Plenario/Investigador Independiente CONICET
Oficina 109 - Departamento de Estructuras
F.C.E.F. y N - Universidad Nacional de Córdoba
Ismael Bordabehere S/N
X5016GCA Córdoba - Argentina
e-mail: sprei...@unc.edu.ar
(+54) 9 351 56157721
---------------------------------------------------------------------------------