P1091102 - Propiedades mecánicas dos materiais (Materias Obrigatorias) - Curso 2013/2014

Información

• Créditos ECTS
• Créditos ECTS: 6.00
• Total: 6.0
• Horas ECTS
• Clase Expositiva: 18.00
• Clase Interactiva Laboratorio: 24.00
• Horas de Titorías: 6.00
• Total: 48.0

Outros Datos

• Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007
• Departamentos: Física da Materia Condensada
• Áreas: Física da Materia Condensada
• Centro: Facultade de Física
• Convocatoria: 1º Semestre de Titulacións de Grao/Máster
• Docencia e Matrícula: Primeiro Curso (1º 1ª vez)

Profesores

Nome	Coordinador
Maza Frechin, Jesus.	SI

Horarios

Nome	Tipo Grupo	Tipo Docencia	Horario Clase	Horario exames
Grupo /CLE_01	Ordinario	Clase Expositiva	SI	SI
Grupo /CLIL_01	Ordinario	Clase Interactiva Laboratorio	SI	NON
Grupo /TI-ECTS01	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON

Programa

Existen programas da materia para os seguintes idiomas:

Castelán

Galego

Obxectivos da materia
* Presentar unha exposición coherente do cálculo ou estimación de tensións e deformacións dos materiais en servizo en réxime elástico.

* Pór de manifesto os límites da elasticidade lineal relacionando o límite elástico cos defectos microestruturais.

* Decatar dos principais mecanismos de fallo nas prestacións mecánicas dos materiais, principalmente fractura dúctil, fractura rápida ou fráxil, fatiga e fluencia, así como a súa relación coa microestrutura.

* Presentar algúns aspectos concernentes ao deseño e selección de materiais.

* Dar a coñecer os alumno, dun xeito práctico, un recurso case inevitable no deseño e proba de compoñentes e dispositivos mecánicos, cal é a Análise por Elementos Finitos.
Contidos
ELASTICIDADE

1. FUNDAMENTOS DE ELASTICIDADE. Hipóteses básicas. Esforzos e tensións. Deformacións. Módulos elásticos: módulo de Young, coeficiente de Poisson e módulo de cizalladura. Lei de Hooke. Dilatacións térmicas. Tensións máximas normais e cortantes. Enerxía elástica. Deseño e selección de materiais.

2. BASES FÍSICAS DOS MÓDULOS ELÁSTICOS. Enlaces atómicos primarios: iónico, covalente e metálico. Enlaces atómicos secundarios. Forzas interatómicas: rixidez de enlace. Empaquetamento de átomos en cristais (estruturas básicas). Nocións de cristalografía. Empaquetamento atómico en polímeros e vidros. A densidade dos sólidos. Bases físicas do módulo de Young. Elastómeros e temperatura de transición vítrea.

3. ANÁLISE DE SISTEMAS TENSIONADOS. Recipientes presurizados. Flexión en barras. Deflexión en barras: ecuación da elástica. Torsión en barras. Cortadura. Tracción-comprensión en materiais reforzados con fibra. Tensións termo-mecánicas. Sistemas hiperestáticos.

FRACTURA

4. FRACTURA DÚCTIL E PLASTICIDADE. Curvas carga-alongamento. Curvas tensión-deformación. Límite elástico e dureza. Criterios de cedencia. Aplicación a esforzos combinados. Modelos de plasticidade. Ecuacións da plasticidade. Inestabilidade plástica: estricción. Plasticidade e microestrutura: Dislocacións. Métodos de endurecemento. Deformación plástica en policristais: granularidad. Deseño e selección de materiais.

5. FRACTURA RÁPIDA E TENACIDADE. Criterio enerxético. Tenacidade á fractura. Mecanismos de propagación de fendas. Tenacidade dos materiais compostos e das aliaxes. Tratamento estatístico da fractura. Análise de fallos.

6. FATIGA. Leis de fallo para compoñentes gretados e non gretados. Mecanismos da fatiga. Factores de influencia: concentración de tensións e entallas. Factores de deseño.

7. FLUENCIA LENTA E RELAXACIÓN. Tensións-deformacións dependentes do tempo. Relaxación por fluencia. Danos e fractura por fluencia. Mecanismos de fluencia en metais, cerámicas e polímeros.

F.E.A.

8. ANÁLISE DE MATERIAIS POR ELEMENTOS FINITOS (FEA). Etapas básicas en FEA: geometrización, condicións de contorno, mallado. Descrición e manexo dun paquete FEA estándar. Multifísica. Aplicación ao cálculo de estados tensionales.
Bibliografía básica e complementaria
As diapositivas de clase serán facilitadas para o seu estudo, así como a colección de problemas que se irán resolvendo ao longo do curso.

Ademais están os seguintes libros de fácil acceso:

* Materiales para Ingeniería 1. Michael F. Ashby/David R.H. Jones. Reverté, 2008.
Resistencia de materiales. M. Vázquez. Universidad Politécnica de Madrid, 1991.
Resistencia de materiales. L. Ortiz. McGraw-Hill, 1991.
Strength of Materials. Graham M. Seed. Saxe-Coburg, 2000.
Resistencia de materiales 1 & 2. V.I. Feodósiev. Editorial URSS, 2004.
Resistencia de materiales. P. A.Stiopin. MIR, 1979.
Mechanics of Materials. E. Hearn. Butterworth, 1996.
Basic Solid Mechanics. D.W.A. Rees. MacMillan, 1997.
Problemas de Resistencia de Materiales. María J. Lamela Rey. U. de Oviedo, 1996.

Competencias
As habilidades asociadas ao seguimento e consecución dos obxectivos
descritos. De xeito particular, os alumno deberá:

* Coñecer os coeficientes elásticos que gobernan o comportamento mecánico e as súas interrelaciones.

* Saber calcular as deformacións e tensións en situacións tipo en réxime elástico, e nos casos máis sinxelos en réxime plástico.

* Coñecer a curva completa deformación-tensión dos materiais fráxiles e dúctiles.

* Coñecer os mecanismos de fallo mecánico por fractura rápida, fatiga e fluencia.

* Identificar o papel de dislocacións, granularidad, fendas, entallas, e disolucións sólidas no rendemento mecánico.

* Manexar os aspectos máis básicos das aplicacións FEAS sabendo cubrir as etapas de deseño, parametrización e condicións de contorno, control do mallado, interpretación de resultados e postprocesado.
Metodoloxía da ensinanza
* Exposición en xeito presentación electrónica do contido esencial do programa. As diapositivas serán facilitadas aos alumno como base de
estudio.

* A resolución de problemas e casos prácticos constitúe un método de aprendizaxe a condición de que o estudante lle enfronte a eles, non que reciba a súa solución. Por conseguinte, serán os alumno quen, organizados en pequenos grupos, resolverán e exporán a resolución dos problemas e casos prácticos no curso das clases interactivas.

* O proceso de aprendizaxe completarase co manexo dun paquete FEA estándar que consistirá na resolución de guiada de casos de materiais tensionados, incluíndo acoplos termomecánicos e electro-termo-mecánicos.
Sistema de evaluación
A cualificación dos alumno será unha combinación do seu rendemento continuo no grupo interactivo (40%), as prácticas FEA (30%), e un exame final (30%).

Deberanse entregar sendas memorias dos exercicios resoltos ao longo do curso e das prácticas FEA.
Tempo de estudo e traballo persoal
Estimativamente os seguintes:

Asistencia a clases expositivas-> 18 horas
Asistencia a clases interactivas-> 24 horas
Asistencia a prácticas de laboratorio-> 12 horas
Estudio persoal incluíndo contido expositivo, exercicios e casos prácticos, prácticas de laboratorio e exame final-> 90 horas aprox.
Recomendacións para o estudo da materia
Por tratarse dun curso en que a avaliación continua ten un destacado peso, o seguimento das exposicións e o traballo continuado son importante factores de éxito.

En segundo lugar, os alumno debe afacerse a "sacar partido" do principal recurso que posúe: o profesor. Neste sentido, o uso de titorías, consulta en clase de dúbidas, etc constitúense en ingredientes básicos da aprendizaxe.