Estructuras de Materiales de Nueva Generación

Última modificación: 14-07-2016
220224 - Estructuras de Materiales de Nueva Generación
Unidad responsable:
205 - ESEIAAT - Escuela Superior de Ingenierías Industriales, Aeroespacial y Audiovisual de
Terrassa
Unidad que imparte:
737 - RMEE - Departamento de Resistencia de Materiales y Estructuras en la Ingeniería
Curso:
2016
Titulación:
MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA AERONÁUTICA (Plan 2014). (Unidad docente Optativa)
MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA INDUSTRIAL (Plan 2013). (Unidad docente Optativa)
Créditos ECTS:
3
Idiomas docencia:
Inglés
Profesorado
Responsable:
Weyler Perez, Rafael
Otros:
Hernandez Rojas, Suilio Eliud
Metodologías docentes
El curso se divide en dos partes: sesiones teóricas en las cuales el profesor introduce los fundamentos, los conceptos
básicos de la disciplina, métodos de análisis y resultados que se ilustran con ejemplos convenientes para facilitar su
comprensión, así como sesiones de problemas. El profesor proporciona un material docente y un conjunto de actividades
de seguimiento (ATENEA).
Objetivos de aprendizaje de la asignatura
Los objetivos principales de este curso son, en primer lugar proporcionar los conocimientos, los principios básicos así
como las herramientas necesarias para el análisis tensional y de resistencia de estructuras de materiales avanzados, y en
segundo lugar proporcionar una experiencia práctica en el uso de los métodos i procedimientos para evaluar y analizar
problemas estructurales reales.
Horas totales de dedicación del estudiantado
Dedicación total: 75h
Horas grupo grande:
27h
36.00%
Horas aprendizaje autónomo:
48h
64.00%
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Contenidos
Módulo 1: Introducción
Dedicación: 3h
Grupo grande/Teoría: 2h
Aprendizaje autónomo: 1h
Descripción:
Definiciones y terminología; Tipos y clasificaciones; Materiales constituyentes; Ventajas e inconvenientes;
Propiedades generales, Requerimientos del diseño; Importancia y objetivos; El rol del análisis de tensiones;
Escales y métodos de análisis; Aplicaciones en ingeniería; Les áreas de estudio; Situación actual y perspectivas
de futuro; Lecturas recomendadas.
Actividades vinculadas:
Sesiones teóricas y practicas.
Módulo 2: Análisis micromecánico
Dedicación: 10h
Grupo grande/Teoría: 4h
Aprendizaje autónomo: 6h
Descripción:
Enfoque micromecànic (mecanicistas, analítico y empírico); Fracciones volumétricas y másicas; Elemento de
volumen representativo (RVE); Regla de mescles serie-paralelo y modificaciones; Evaluación de les propiedades
elásticas; Resistencia última; Fallos micromecánicos; Modelos de daño; Efectos higrotermoelásticos (HTE).
Actividades vinculadas:
Sesiones teóricas y practicas
Módulo 3: Análisis mesomecánico
Dedicación: 18h
Grupo grande/Teoría: 4h
Aprendizaje autónomo: 14h
Descripción:
Terminología y notación; Ecuaciones de compatibilidad, constitutivas y de equilibrio; Ley de Hooke generalizada;
Relaciones tensión-deformación de los materiales elásticos; Grados de anisotropía; Constantes ingenieriles;
Ecuaciones constitutivas en tensión plana; Ecuaciones constitutivas de la lámina unidireccional; Rigidez de la
lámina orientada; Constantes elásticas de la lámina orientada; Sistema de coordenadas global i local; Matrices de
transformación multiangular; Efectos de acoplamiento; Coeficientes de influencia mutua; Efectos
higrotermoelásticos (HTE); Resistencia de la lámina; Teorías de fallada; Criterios polinomiales; Envolventes de
fallo.
Actividades vinculadas:
Sesiones teóricas y practicas
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Módulo 4: Análisis macromecánico
Dedicación: 23h
Grupo grande/Teoría: 8h
Aprendizaje autónomo: 15h
Descripción:
Secuencia de apilado y código del laminado; La teoría clásica de plaques laminadas; Hipótesis de Kirchhoff;
Relaciones tensión-deformación; Fuerzas y momentos resultantes en el plano; Relaciones generales de cargadeformación; Rigidez de laminados; Matrices ABD; Relaciones de acoplamiento del laminado; Clasificación de
laminados; Constantes ingenieriles; Consideraciones de diseño; Matrices normalizadas; Constantes ingenieriles
efectivas; Laminados Sandwich.
Actividades vinculadas:
Sesiones teóricas y practicas
Módulo 6: Análisis de la sección completa
Dedicación: 16h
Grupo grande/Teoría: 7h
Aprendizaje autónomo: 9h
Descripción:
Les vigas mixtas; Ecuaciones constitutivas; Vigas sólidas sometidas a carga axial y flexión; Vigas de pared
delgada con sección abierta y de sección cerrada; Torsión de vigas de pared delgada; Pared delgada con
secuencia de apilado arbitraria; Vigas de pared delgada con cargas transversales; Pandeo de vigas; Vibración
libre.
Actividades vinculadas:
Sesiones teóricas y practicas
Módulo 6: Métodos experimentales de
caracterización mecánica
Dedicación: 5h
Grupo grande/Teoría: 2h
Aprendizaje autónomo: 3h
Descripción:
Caracterización de los materiales constituyentes; Caracterización física de los materiales compuestos;
Propiedades a tracción, compresión y cortante; Resistencia a la fractura interlaminar; Ensayos biaxiales;
Tolerancia al daño por impacto; Caracterización con concentraciones de tensión; Efectos de escala en
compuestos laminados; Ensayos normalizados; Ensayos no destructivos; Pruebas en escala completa.
Actividades vinculadas:
Sesiones teóricas y practicas
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Sistema de calificación
Examen parcial 25 %
Examen final 40 %
Tareas de evaluación continuada 20 %
Actividad propuesta 15 %
Bibliografía
Básica:
PÉREZ, M. A. Mechanics of Composite Materials.
2012.
Daniel, I. M.; Ishai, O. Engineering mechanics of composite materials. USA: Oxford University Press, 2005. ISBN
9780195150971.
Gay, Daniel. Composite materials: design and applications. 3rd ed. Boca Raton, FL: Taylor, 2015. ISBN 9781466584877.
Hyer, M. W. Stress analysis of fiber-reinforced composite materials. Boston, Massachusets: McGraw-Hill, 1998. ISBN
9789339205317.
Jones, Robert M. Mechanics of composite materials. 2nd ed. New York: Taylor & Francis, 1999. ISBN 9781560327127.
Tsai, Stephen W. Strength & life of composites. Stanford: Composites Design Group, Composites Design Group. ISBN
9780981914305.
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