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Migas
Actualizado el 30/05/2017 6:18 am

Complementos de Mecánica de Sólidos (Máster Universitario en Ingeniería Aeronáutica)

Proyectos docentes de la asignatura. Curso 2016/2017:

Unit data table
Asignatura Complementos de Mecánica de Sólidos
Degree Máster Universitario en Ingeniería Aeronáutica
Cycle 2
Course 1
Structure Optional
Duration Cuatrimestral ( First four-month period )
Total Credits 5
Departments

Teaching staff


Programa de la asignatura

Objetivos docentes específicos

El conocimiento y la comprensión de algunos aspectos avanzados del comportamiento mecánico de los sólidos deformables. La asignatura se divide en tres partes: Ampliación de la Teoría de la Elasticidad, Mecánica de la Fractura y Teoría de la Plasticidad. El objetivo de la Ampliación de la Teoría de la Elasticidad es establecer teoremas y principios generales de la Elasticidad, establecer nuevos conceptos y ecuaciones correspondientes a la presencia de variaciones de temperatura, a la medición de deformaciones, a la solución numérica del problema elástico y a los límites de validez de esta teoría. El objetivo de la Mecánica de la Fractura es el estudio de sólidos deformables con presencia de fisuras. Esta parte de la asignatura se dedica principalmente a la Mecánica de la Fractura Elástica Lineal a través del enfoque de la Teoría de la Elasticidad y del Balance Energético. Establecida la ecuación fundamental de la Mecánica de la Fractura se describen los procedimientos (analíticos, numéricos y experimentales) para evaluar el factor de intensificación de tensiones y la energía unitaria liberada, así como la forma de estimar los parámetros del material (tenacidad a fractura, curva R, etc). El objetivo de la Teoría de la Plasticidad es desarrollar las ecuaciones básicas del modelo de comportamiento elastoplástico perfecto y con endurecimiento de los materiales metálicos, centrándose en las ilustraciones de la teoría en las aplicaciones de los Teoremas del Análisis Límite.

Competencias transversales genéricas

Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio; Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios. Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

Competencias específicas

Comprender el comportamiento de las estructuras ante las solicitaciones en condiciones de servicio y situaciones límite.
Conocimiento adecuado y aplicado a la Ingeniería de los principios de la mecánica del medio continuo y las técnicas de cálculo de su respuesta.
Conocimiento adecuado y aplicado a la Ingeniería de la mecánica de fractura y de la teoría de la plasticidad del medio continuo.
Aptitud para proyectar, construir, inspeccionar, certificar y mantener todo tipo de aeronaves y vehículos espaciales. Conocimiento adecuado de los materiales metálicos utilizados en la fabricación de los vehículos aeroespaciales. Conocimientos y capacidades que permiten comprender y realizar los procesos de fabricación de los vehículos aeroespaciales.Conocimientos y capacidades para el análisis y el diseño estructural de las aeronaves y los vehículos espaciales, incluyendo la aplicación de programas de cálculo.

Contenidos de la asignatura

Relación sucinta de los contenidos (bloques temáticos en su caso)

Parte 1. AMPLIACIÓN DE LA TEORÍA DE LA ELASTICIDAD. Teoremas y Principios de Elasticidad (Teoremas de los Trabajos y de los Desplazamientos Virtuales, Teorema de Clapeyron, Teorema de Unicidad, Principio de Saint-Venant). Termoelasticidad. Criterios de plastificación. El Método de los Elementos Finitos (MEF).

Parte 2. MECÁNICA DE LA FRACTURA. Introducción y roturas históricas. Enfoque de la Mecánica de la Fractura Elástica Lineal (MFEL) a través de la Teoría de la Elasticidad (Solución elástica en el borde de una grieta. Método de Westergaard, Factor de intensificación de tensiones, Efecto del tamaño finito del dominio fisurado, Ecuación básica de la MFEL). Plasticidad en el borde de la grieta. Enfoque de la MFEL a través del balance energético (Balance de energía durante el crecimiento de la grieta, Teoría de Griffith, Representación gráfica del balance energético, Equivalencia entre el enfoque a través de la Teoría de la Elasticidad y el enfoque energético, Estabilidad de la fisura, Concepto de la curva R). Determinación de las propiedades del material (Tenacidad a fractura, Curva R).

Parte 3. TEORÍA DE LA PLASTICIDAD. El Modelo Elastoplástico Perfecto (El caso 1D, Postulados Básicos, El caso 3D, Deformación plástica equivalente,Teorema de Unicidad, Colapso plástico, Análisis límite, Unicidad en el Análisis Límite). El Modelo Elastoplástico con Endurecimiento (El caso1D, Postulados básicos, El caso 3D, Teorema de unicidad, Aplicación de un código del MEF a un problema elastoplástico).

Actividades formativas de primer cuatrimestre

Clases teóricas

Horas presenciales: 22
Horas no presenciales: 0
Metodología de enseñanza aprendizaje:

Clases Teóricas en las que se desarrollan los conceptos, las ecuaciones de gobierno y los métodos de resolución de las mismas para temas avanzados de la Teoría de la Elasticidad, la Mecánica de la Fractura y la Teoría de la Plasticidad. Se simplifica en lo posible el desarrollo matemático y se hace especial hincapié en la discusión de las hipótesis introducidas y en las interpretaciones físicas de los resultados.

Competencias que desarrolla

Capacidad de síntesis y análisis.
Resolución de problemas.
Toma de decisiones.
Razonamiento crítico.
Adaptación a nuevas situaciones.

Aptitud para proyectar, construir, inspeccionar, certificar y mantener todo tipo de aeronaves y vehículos espaciales. Conocimiento adecuado de los Materiales Metálicos utilizados en la fabricación de los Vehículos Aeroespaciales. Conocimientos y capacidades que permiten comprender y realizar los Procesos de Fabricación de los Vehículos Aeroespaciales. Conocimientos y capacidades para el Análisis y el Diseño Estructural de las Aeronaves y los Vehículos Espaciales, incluyendo la aplicación de programas de cálculo y diseño avanzado de estructuras.

Prácticas de Laboratorio

Horas presenciales: 1.5
Horas no presenciales: 0
Metodología de enseñanza aprendizaje:

Realización de dos ensayos para medir la tenacidad a fractura en deformación plana KIc y la Curva R en materiales metálicos en el Laboratorio de Elasticidad y Resistencia de Materiales.

El estudiante dispondrá del guión de las prácticas a realizar a través de Enseñanza Virtual (WebCT), antes de su realización en el laboratorio. Este guión deberá ser estudiado previamente a la práctica, y exige la asimilación de algunos conceptos teóricos.

Competencias que desarrolla

Resolución de problemas.
Toma de decisiones.
Capacidad de trabajo en equipo.
Razonamiento crítico.
Anticipación a los problemas.
Adaptación a nuevas situaciones.

Aptitud para proyectar, construir, inspeccionar, certificar y mantener todo tipo de aeronaves y vehículos espaciales. Conocimiento adecuado de los Materiales Metálicos utilizados en la fabricación de los Vehículos Aeroespaciales. Conocimientos y capacidades que permiten comprender y realizar los Procesos de Fabricación de los Vehículos Aeroespaciales. Conocimientos y capacidades para el Análisis y el Diseño Estructural de las Aeronaves y los Vehículos Espaciales, incluyendo la aplicación de programas de cálculo y diseño avanzado de estructuras.

Prácticas informáticas

Horas presenciales: 2
Horas no presenciales: 0
Metodología de enseñanza aprendizaje:

Realización de una práctica informática en el Centro de Cálculo de la ETSI. Se usará un código del Método de los Elementos Finitos para calcular la solución elástica en un sólido plano en presencia de un concentrador de tensiones, para evaluar el Factor de Intensificación de Tensiones en presencia de una grieta y para evaluar la Carga de Colapso en un sólido elasto-plástico perfecto.

Competencias que desarrolla

Resolución de problemas.
Toma de decisiones.
Razonamiento crítico.
Anticipación a los problemas.
Adaptación a nuevas situaciones.

Aptitud para proyectar, construir, inspeccionar, certificar y mantener todo tipo de aeronaves y vehículos espaciales. Conocimiento adecuado de los Materiales Metálicos utilizados en la fabricación de los Vehículos Aeroespaciales. Conocimientos y capacidades que permiten comprender y realizar los Procesos de Fabricación de los Vehículos Aeroespaciales. Conocimientos y capacidades para el Análisis y el Diseño Estructural de las Aeronaves y los Vehículos Espaciales, incluyendo la aplicación de programas de cálculo y diseño avanzado de estructuras.

Problemas

Horas presenciales: 14.5
Horas no presenciales: 0
Metodología de enseñanza aprendizaje:

Sesiones académicas de tipo práctico en los que se resolverán problemas de temas avanzados de la Elasticidad, Mecánica de la Fractura y Plasticidad.

Competencias que desarrolla

Capacidad de síntesis y análisis.
Resolución de problemas.
Toma de decisiones.
Razonamiento crítico.
Adaptación a nuevas situaciones.

Aptitud para proyectar, construir, inspeccionar, certificar y mantener todo tipo de aeronaves y vehículos espaciales. Conocimiento adecuado de los Materiales Metálicos utilizados en la fabricación de los Vehículos Aeroespaciales. Conocimientos y capacidades que permiten comprender y realizar los Procesos de Fabricación de los Vehículos Aeroespaciales. Conocimientos y capacidades para el Análisis y el Diseño Estructural de las Aeronaves y los Vehículos Espaciales, incluyendo la aplicación de programas de cálculo y diseño avanzado de estructuras.

Horas de estudio y trabajo personal del alumno

Horas presenciales: 0
Horas no presenciales: 85
Metodología de enseñanza aprendizaje:

Asimilación por parte del alumno de las enseñanzas impartidas en clase, de las referencias bibliográficas recomendadas y de su aplicación a problemas propuestos.

Competencias que desarrolla

Capacidad de síntesis y análisis.
Resolución de problemas.
Razonamiento crítico.

Aptitud para proyectar, construir, inspeccionar, certificar y mantener todo tipo de aeronaves y vehículos espaciales. Conocimiento adecuado de los Materiales Metálicos utilizados en la fabricación de los Vehículos Aeroespaciales. Conocimientos y capacidades que permiten comprender y realizar los Procesos de Fabricación de los Vehículos Aeroespaciales. Conocimientos y capacidades para el Análisis y el Diseño Estructural de las Aeronaves y los Vehículos Espaciales, incluyendo la aplicación de programas de cálculo y diseño avanzado de estructuras.

Sistemas de evaluación y criterios de calificación
Sistema de evaluación

Opción general. Examen final.

El examen consistirá de 3 pruebas teórico-prácticas correspondientes a las 3 Partes de la asignatura y que incluyen test, cuestiones y/o un problema. Para superar la asignatura es necesario aprobar las 3 pruebas. En el examen de la primera convocatoria se consideran como aprobadas las pruebas teórico-prácticas de las Partes de la asignatura que el alumno aprobó en la Opción por Curso en ese mismo curso académico. En el examen de la segunda convocatoria se consideran como aprobadas las pruebas teórico-prácticas de las Partes de la asignatura que el alumno aprobó en la Opción por Curso o en el examen de la primera convocatoria en ese mismo curso académico. La nota final será la media aritmética de las calificaciones obtenidas en las 3 pruebas. En caso de no realización de las prácticas el alumno deberá realizar un examen específico de las mismas, dicho examen coincidirá con la convocatoria correspondiente y será la condición necesaria para aprobar la asignatura la superación del mismo.

Opción por curso. Pruebas parciales.

Para dar al alumno la posibilidad de superar la asignatura antes del examen final se realizarán a lo largo del curso 3 pruebas teórico-prácticas, una para cada Parte de la asignatura. El alumno aprobará la asignatura si aprueba las 3 pruebas. La nota final será la media aritmética de las calificaciones obtenidas en las 3 pruebas.
La superación de alguna de las pruebas parciales supondrá la eliminación de materia en el examen de la primera y la segunda convocatoria.
En caso de no realización de las prácticas el alumno deberá realizar un examen específico de las mismas, dicho examen coincidirá con la convocatoria correspondiente y será condición necesaria para aprobar la asignatura la superación del mismo.

Universia