MECÁNICA DE SÓLIDOSCurso 2017/18

Profesores:

Jorge Zahr Viñuela (Grupo Magistral 11 y coordinación de la asignatura)

Josué Aranda Ruiz (Grupo reducido 11)

Ramón Zaera Polo (Grupo reducido 12)

José A. Rodríguez Martínez (Grupo Magistral 14 y grupo reducido 14)

Justo de Lamo Arango (Grupo reducido 15)

Titulación:

Grado en Ingeniería Mecánica

Asignatura de carácter obligatorio.

Curso: 4º año, 1er cuatrimestre.

Créditos ECTS: 6

Una de las tareas centrales en ingeniería, consiste en el estudio y comprensión del “Comportamiento en servicio de componentes o elementos estructurales”.

Su importancia radica en que este conocimiento permite:

• evaluar y eventualmente mejorar los criterios o métodos de diseño de componentes.

• generar condiciones seguras de operación.

• disminución de costes en el largo plazo.

Este conocimiento es útil en:

• Ingeniería de diseño.• Ingeniería forense.

Se requiere conocer TRESelementos fundamentales

¿ Dónde está Mecánica de Sólidos en el contexto global del Grado en Ing. Mecánica ?

Comportamiento en servicio de elementos estructurales

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Comportamiento en servicio de elementos estructurales

En primer lugar, es necesario conocer:

- Las acciones externas sobre el elemento estructural (estáticas y dinámicas).

- Los esfuerzos internos resultantes de esas acciones externas.

- El estado tensional en cada punto del sólido.

En segundo lugar, es necesario conocer el Comportamiento Mecánico del Material:

- ¿Qué tipos de deformación muestra el material en las condiciones de uso del elemento estructural?

- ¿De qué manera se relaciona la deformación con la tensiónen el material utilizado en el elemento estructural?

- entre otras preguntas…

En tercer lugar, es necesario conocer las condiciones de operación.

- ¿El componente opera en un ambiente agresivo? Corrosión, ataques químicos, temperaturas extremas, etc.

- ¿La carga se aplica cíclicamente? --> Posibilidad de Fatiga.

- Si existe un defecto previo , ¿bajo qué condiciones se admite la operación del componente estructural?

+ Mecánica de Estructuras+ Resistencia de Materiales + Elasticidad (parcialmente)

+ Mecánica de Sólidos

¿ Dónde está Mecánica de Sólidos en el contexto global del Grado en Ing. Mecánica ?

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¿ Qué se entiende por Comportamiento Mecánico de Materiales ?

Es el conjunto de características cualitativas y cuantitativas que define la respuesta del material en términos de:

deformación, tensión y modo de rotura,

cuando es sometido a una solicitación mecánica, resultante de un sistema de acciones externas.

Específicamente, se busca dilucidar lo siguiente:

¿Qué tipos de deformación muestra un material cuando éste es usado en unas determinadas condiciones?

¿De qué manera se relaciona la deformación con la tensión en el material utilizado en determinado elemento estructural?

¿Qué características debe cumplir el estado tenso-deformacional, para que se produzca un fallo del material?

¿Cómo participa la temperatura o la velocidad de aplicación de las acciones, en los tres aspectos anteriores?

Caracterización Mecánica de Materiales

- Ensayos experimentales.

- Formulación de modelos analíticos.

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¿ Cuál es, en Mecánica de Sólidos, nuestro punto de vista ?

~ 10-5 m ~ 10-3 m~ 10-1 m

Ciencia de Materiales Mecánica de Sólidos

COMPORTAMIENTO MECÁNICO

~ 10-10 m

FÍSICA FUNDAMENTAL

~ 10-9 m

DISEÑO DE COMPONENTES MECÁNICOS

~ 1 m

Nano Micro

Meso

Macro

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Competencias y Resultados del Aprendizaje

El estudiante adquirirá:

• Conocimientos teóricos y prácticos sobre el comportamiento mecánico de materiales en regímenes plástico, viscoelástico y viscoplástico.

• La capacidad de formular y resolver problemas relacionados con el cálculo de elementos estructurales cuyo material pueda tener un comportamiento plástico, viscoelástico o viscoplástico, valorando las hipótesis planteadas e interpretando sus resultados.

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Capítulo 1 Comportamiento Mecánico de los Materiales

Capítulo 2 Las Ecuaciones de la Mecánica de Sólidos

Capítulo 3 Plasticidad

Capítulo 4 Viscoelasticidad

Capítulo 5 Viscoplasticidad

Capítulo 6 Introducción a la Mecánica de la Fractura

Tabla de Contenidos de la Asignatura

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Actividades Formativas

Docencia Clásica:

Hay 13 semanas disponibles + 1 semana para recuperaciones:

• Clases en grupo Magistral: 13 sesiones (una por semana)

• Clases en grupo Reducido: 12 sesiones (una por semana)

• Trabajo de Prácticas: 2 sesiones (en horario específico)

Además:

• Trabajo de estudio personal

• Tutorías individuales para solución de dudas (bajo solicitud previa del alumno)

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Evaluación de la Asignatura

Caso 1 - Si la nota del Examen Final es igual o superior a 4.5, entonces:

Examen Final (obligatorio): 60%

Evaluación Continua: 40%, desglosada de la siguiente forma:

- Informe de Prácticas de Laboratorio de la asignatura: 15%

- 1 prueba parcial de conocimientos: 25%

(Atención: NO se realizará PRUEBAS de RECUPERACIÓN para alumnos que se ausenten al parcial, incluso aunque las

ausencias estén justificadas)

Caso 2 - Si la nota del Examen Final es inferior a 4.5, entonces:

Examen Final (obligatorio): 100%

Evaluación Continua: 0%

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Prácticas de la Asignatura

Es obligatorio asistir a las dos sesiones de prácticas para poder presentarse al Examen Final de la asignatura, tanto en la convocatoria ordinaria de enero 2017 como en la extraordinaria, de junio 2017.

Los alumnos repetidores podrán convalidar la nota de prácticas.

Se publicará, en fecha oportuna, en la zona M, 1ª planta del Edificio Betancourt, unas listas de prácticas, con los diferentes grupos y horarios.

Cada alumno deberá apuntarse a un único grupo de entre los que se ofertan para su grupo reducido.

(Consultar en Aula Global la normativa de prácticas completa)

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Páginas Web Recomendadas

• http://solidmechanics.org/

(Curso y libro preparado por el profesor Allan F. Bower, Brown University. Incluye numerosos ejercicios)

• http://esag.harvard.edu/rice/e0_Solid_Mechanics_94_10.pdf

(Preparado por el profesor James R. Rice, Harvard University. Incluye, entre otras cosas, una valiosa reseña histórica)

• http://www.matweb.com/search/search.aspx

(Extensa base de datos online con valores de propiedades físicas y mecánicas de diversos materiales)

• http://www.continuummechanics.org

(Curso online sobre “Mecánica de Medios Continuos”)

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Bibliografía Recomendada

• Ottosen and Ristinmaa. The Mechanics of Constitutive Modeling. Elsevier Ltd. 2005.

• Issam Doghri. Mechanics of Deformable Solids. Linear and Nonlinear, Analytical and Computational Aspects. Springer, 2000.

• Sánchez Gálvez, Vicente. Curso de comportamiento plástico de los materiales. Universidad Politécnica de Madrid, Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Departamento de Ciencia de Materiales. 1999

• Bertram, A. (Albrecht). Elasticity and plasticity of large deformations: an introduction. Berlin: Springer. 2008

• Dill, Ellis Harold. Continuum mechanics: elasticity, plasticity, viscoelasticity. Boca Raton (Florida): CRC Press. 2007

• Lemaître, Jean. Mécanique des matériaux solides. París: Bordas. 1988

• Oliver X. y Agelet de Saracíbar C. Mecánica de Medios Continuos para Ingenieros. Edicions de la Universitat Politécnica de Catalunya, 2000

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