Vibraciones y Acústica (AV-AM) (Curso 2024/2025)

Objetivos

    El estudio de las vibraciones mecánicas y de las ondas acústicas que aborda una introducción a la aeroacústica y a la vibroacústica, proporcionando al futuro ingeniero una herramienta moderna para comprender un gran número de fenómenos de la física vibratoria de sistemas aplicados a las aeronaves, bajo un mismo formalismo. Por otra parte, dotar al alumno de conocimientos y utilización de los equipos de ensayo y medida.

Prerrequisitos

    No se han establecido requisitos previos.

Competencias

    Conocimiento adecuado y aplicado a la Ingeniería de: La mecánica de fractura del medio continuo y los planteamientos dinámicos, de fatiga de inestabilidad estructural y de aeroelasticidad.
    
    Conocimiento adecuado y aplicado a la Ingeniería de: los métodos de cálculo de diseño y proyecto aeronáutico; el uso de la experimentación aerodinámica y de los parámetros más significativos en la aplicación teórica; el manejo de las técnicas experimentales, equipamiento e instrumentos de medida propios de la disciplina; la simulación, diseño, análisis e interpretación de experimentación y operaciones en vuelo; los sistemas de mantenimiento y certificación de aeronaves.
    
    Conocimiento aplicado de: aerodinámica; mecánica y termodinámica, mecánica del vuelo, ingeniería de aeronaves (ala fija y alas rotatorias), teoría de estructuras.
    
    Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en su área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
    
    Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
    
    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.
    
    Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.
    
    Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.

Resultados de aprendizaje

    Comprender el comportamiento dinámico de las estructuras siendo capaces de caracterizar dinámicamente las mismas.
    
     Conocimientos adecuados sobre la generación de ruido y su comportamiento, propagación y atenuación.

Requisitos previos

    No se han establecido requisitos previos.

Descripción de los contenidos

    Vibraciones: Generalidades sobre Sistemas Vibratorios, Sistemas de Un Grado de Libertad, Sistemas de Múltiples Grados de Libertad, Sistemas Continuos, Técnicas Experimentales, Caracterización Dinámica de Estructuras, Ensayos de Vibración.
    
    Acústica: Ecuaciones Básicas, Propagación, Sistemas de Atenuación y Mitigación del Impacto Acústico.
    
    Vibraciones
    -Descripción y generalidades sobre los sistemas vibratorios. Definición de las ecuaciones de Lagrange para sistemas holonómicos.
    -Pequeñas vibraciones alrededor de una posición de equilibrio estable. Linealización del problema y obtención de soluciones.
    -Sistemas de un grado de libertad:
    1.    Respuesta a la carga estática seguida de suelta rápida.
    2.     Respuesta a la carga escalón.
    3.    Respuesta a la carga de percusión.
    4.    Respuesta a la carga armónica.
    Planteamiento del problema general de un sistema vibratorio. Respuesta libre. Respuesta forzada (con condiciones iniciales nulas).
    Respuesta forzada de un sistema de un grado de libertad: carga expresada en serie o integral de Fourier.
    Definición de la determinación experimental de los coeficientes J, F y K.
    -Sistemas lineales de g-grados de libertad. Vibraciones libres para sistemas conservativos.
    Métodos aproximados para la obtención de las frecuencias propias.
    Obtención de vibraciones forzadas de sistemas conservativos.
    Amortiguamiento estructural. Ciclo histerético para sistemas de un grado de libertad.
    Introducción a las vibraciones de sistemas no conservativos de g-grados de libertad.
    -Descripción y generalidades sobre los sistemas vibratorios continuos. Aplicación del principio de Hamilton. Problema de los autovalores.
    Vibración de barras en torsión y en tracción-compresión.
    Flexión vibratoria.
    Vibraciones forzadas de los sistemas continuos.
    Métodos aproximados para obtener la solución de sistemas continuos. Aplicación del Método de Rayleigh-Ritz. Estimación del error
    
    Acústica
    Ecuaciones de ondas: Propagación de ondas longitudinales y esféricas.
    Sistemas y fuentes de sonido. Características del sonido: Directividad
    Energía e intensidad de las ondas sonoras. Nivel de presión, intensidad y potencia.
    El oído humano. Psicoacústica.
    Propagación y atenuación del sonido
    Efecto del viento y de la temperatura en la propagación.
    Propagación en espacios cerrados. Reflexión y absorción de ondas sonoras.
    Teoría de las fuentes sonoras de origen aerodinámico.
    Teoría básica de análisis de señal acústica.

Actividades formativas

    Presentación en el aula de los conceptos relacionados con las asignaturas que componen cada materia y la resolución de problemas que permitan al estudiante conocer cómo abordarlos, así como otras sesiones de tipo presencial en grupo como clases de discusión, puesta en común, etc..
    
     Actividades de laboratorio de dificultad creciente que permitan al estudiante ir adquiriendo la capacidad de alcanzar autonomía en la resolución de problemas.
    
     Realización de trabajos en pequeños grupos fuera del aula.
    
     Estudio personal, elaboración de informes, realización de prácticas, etc. como trabajo independiente del estudiante o grupo de estudiantes.
    
     Realización de exámenes y pruebas de evaluación.

Sistema y criterios de evaluación

    Sin perjuicio de que se pueda definir otra exigencia en el correspondiente programa de asignatura, con carácter general, la falta de asistencia a más del 60% de las actividades formativas de la asignatura, que requieran la presencia física o virtual del estudiante, tendrá como consecuencia la pérdida del derecho a la evaluación continua en la convocatoria ordinaria. En este caso, el examen a celebrar en el período oficial establecido por la Universidad será el único criterio de evaluación con el porcentaje que le corresponda según el programa de la asignatura.
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    Para las competencias que suponen una destreza en el trabajo de laboratorio, se evaluará al estudiante valorando la realización de las prácticas, la elaboración de informes sobre el trabajo realizado, la dedicación e interés mostrado durante su realización, así como pruebas escritas relacionadas con el trabajo experimental.
    
     Resolución de problemas propuestos, entrega y exposición de trabajos en grupo. Elaboración de casos prácticos.
    
     Para las competencias que implican un conocimiento de los contenidos de las materias se establecerán un conjunto de exámenes escritos que recojan los contenidos desarrollados en las actividades formativas realizadas en el aula.
    
    EVALUACIÓN CONTINUA:
    
    La nota final por evaluación continua será la correspondiente a la media de los controles realizados durante el cuatrimestre.
    
    La calificación de un control será la media ponderada de las notas obtenidas hasta el control en las entregas de los trabajos propuestos, prácticas de laboratorio y evaluación presencial de los contenidos de la asignatura, cuyos pesos están reflejados en el Cronograma.
    
    Para poder hacer media entre los diferentes controles, y aprobar por evaluación continua, es necesario obtener al menos un 3,5 en cada uno de ellos.
    
    CONVOCATORIA ORDINARIA:
    
    Si no se ha aprobado por evaluación continua, en la convocatoria ordinaria se evaluará todo el contenido de la asignatura, resultando la nota final la obtenida en el examen presencial, no teniéndose en cuenta la evaluación continua.
    
    CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA:
    
    En la convocatoria extraordinaria se evaluará todo el temario de la asignatura, siendo la calificación final la obtenida en la prueba, no teniéndose en cuenta la evaluación continua.
    
    Los resultados obtenidos por el estudiante en las asignaturas se calificarán en función de la siguiente escala numérica de 0 a 10, con expresión de un decimal, a la que podrá añadirse su correspondiente calificación cualitativa:
    
     a. 0-4,9: Suspenso (SS).
     b. 5,0-6,9: Aprobado (AP).
     c. 7,0-8,9: Notable (NT).
     d. 9,0-10: Sobresaliente (SB).
    
    La mención de «Matrícula de Honor» se otorgará a estudiantes que hayan obtenido una calificación igual o superior a 9,0. Su número no podrá exceder del cinco por ciento de los estudiantes matriculados en la materia en el correspondiente curso académico, salvo que el número de estudiantes matriculados sea inferior a 20, en cuyo caso se podrá conceder una sola «Matrícula de Honor».

Bibliografía

    Complementaria:
    1.- A.A. Shabana
            Theory of vibrations Vols. I y II: Springer Verlag
            ISBN: 0387945245
    2.- Allan D. Pierce
            Acoustics: An Introduction to Its Physical Principles and Applications: Acoustical Society of America
            ISSN: 0-88318-612-8
    3.- D. J. EWINS
            Modal Testing: Theory and Practice: Research Studies Press LTD
            ISBN: 086380036X
    4.- H.Kuttruff
             Acoustics: An Introduction: Taylor
            ISBN: 0419247807
    5.- K. Weaver, S.P. Timoshenko y D.H.Young
            Vibration problems in engineering: Wiley
            ISBN: 0471632287
    6.- L. Kinsler
            Fundamentos de Acústica: Limusa
            ISBN: 9681820266
    7.- L. Meirovitch
            Elements of vibration analysis: Mc Graw-Hill
            ISBN: 0070413428