Datos Identificativos 2015/16
Asignatura (*) Mecánica da Fractura Código 730211519
Titulación
Enxeñeiro Industrial
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
1º e 2º Ciclo 2º cuadrimestre
Quinto Optativa 6
Idioma
Castelán
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Industrial 2
Coordinación
Mier Buenhombre, Jose Luis
Correo electrónico
jose.mier@udc.es
Profesorado
Mier Buenhombre, Jose Luis
Correo electrónico
jose.mier@udc.es
Web
Descrición xeral O obxectivo fundamental desta materia é o coñecemento das ferramentas matemáticas para predicir o fallo dos materiais por fractura tanto por cargas estáticas como dinámicas.

Competencias do título
Código Competencias do título
A1 Aplicar os fundamentos científico-técnicos das tecnoloxías industriais.
A2 Modelar matematicamente sistemas e procesos complexos de todos os ámbitos da enxeñaría industrial.
B2 Resolver problemas de forma efectiva.
B8 Actitude orientada ao traballo persoal intenso.
B10 Actitude orientada á análise.
C6 Valorar criticamente o coñecemento, a tecnoloxía e a información dispoñible para resolver os problemas cos que deben enfrontarse.
C8 Valorar a importancia que ten a investigación, a innovación e o desenvolvemento tecnolóxico no avance socioeconómico e cultural da sociedade.

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
Aplicar os fundamentos cientifico-técnicos das tecnoloxías industriais A1
Modelar matematicamente sistemas e procesos complexos de todos os ámbitos da enxeñaría industrial. A2
Resolver problemas de forma efectiva. B2
Actitude orientada ao traballo persoal intenso. B8
Actitude orientada á análise. B10
Valorar criticamente o coñecemento, a tecnoloxía e a información dispoñible para resolver os problemas cos que deben enfrontarse. C6
Valorar a importancia que ten a investigación, a innovación e o desenvolvemento tecnolóxico no avance socioeconómico e cultural da sociedade. C8

Contidos
Temas Subtemas
DEFORMACIÓN ELÁSTICA E PLÁSTICA. MODELOS E ECUACIÓNS. Deformación elástica.
Constantes elásticas.
Lei de Hooke en tres dimensións.
Tensións hidrostáticas e deformacións volumétricas.
Deformacións térmicas.
Tensións e deformacións no comportamento plástico.
Modelos reolóxicos para a deformación plástica.
DEFORMACIÓN EN MATERIAIS NON ISÓTROPOS Lei de Hooke en materiais anisótropos.
Lei de Hooke en materiais ortotrópicos e cúbicos. Módulo de elasticidade en materiais compostos reforzados con fibras.
Módulo de elasticidade na dirección paralela ás fibras.
Módulo de elasticidade na dirección transversal ás fibras
ESTADOS DE TENSIÓNS Tensións planas.
Tensións principais.
O círculo de Mohr.
Estado de tensións tridimensional.
Tensións normais principais.
Esforzos cortantes principais.
Tensións en planos octaédricos.
Estados complexos de deformación
CRITERIOS DE FALLO DOS MATERIAIS BAIXO TENSIÓNS COMBINADAS Forma xeral dos criterios de fallo: criterios de fallo por fractura e criterios de fallo por deformación.
Criterio do máximo esforzo normal.
Criterio da máxima tensión cizallante ou de Tresca.
Criterio da tensión octaédrica ou de Von Mises.
Criterios de fallo par materiais ortotrópicos. Criterio de fractura de Mohr-Coulomb.
Criterio de fractura de Mohr modificado
MECÁNICA DA FRACTURA LINEAL ELÁSTICA (LEFM). FACTORES DE INTENSIDADE DE TENSIÓNS Gretas e concentración de esforzos.
Modelo da resistencia teórica cohesiva.
Criterio de Griffith.
Modificacións de Orowan e Inglis ao criterio de Griffith.
Criterio de Irwing: velocidade de liberación da enerxía de deformación (G).
Factor de intensidade de tensións (K) e tenacidade da fractura (Kc).
Lonxitude da greta de transición (at).
Modos de aplicar a carga a un material agretado.
Gretas tridimensionais.
Cálculo do K en tensións combinadas.
Fractura de modo mixto
INFLUENCIA DE DIVERSAS VARIABLES SOBRE A TENACIDADE Á FRACTURA (Kc). Variación de Kc co tipo de material.
Influencia da temperatura e a velocidade de carga sobre Kc.
Influencia da microestrutura sobre Kc.
LIMITACIÓNS DA MECÁNICA DA FRACTURA ELÁSTICA LINEAL. O ENSAIO DE TENACIDADE Á FRACTURA
Tamaño da zona plástica para estados de tensión planos.
Tamaño da zona plástica para estados deformacións planos.
Límites de plasticidade para poder aplicarse a LEFM.
O ensaio da tenacidade á fractura.
A curva R.
MECÁNICA DA FRACTURA ELASTO-PLÁSTICA (EPFM).
Cargas totalmente plásticas.
Método do axuste da zona plástica.
A integral J.
Desprazamento da abertura do extremo da greta (CTOD).
FATIGA. ASPECTOS XERAIS.
Definicións e conceptos.
Curvas S-N.
Ensaio de fatiga: tipos de máquinas para o ensaio de fatiga.
Aspectos macrográficos e micrográficos da fractura por fatiga.
Influencia de diversas variables nas curvas S-N.
A tensión estática: diagrama de vida constante
FENÓMENOS DE FATIGA BAIXO ESTADOS E CICLOS DE TENSIÓN COMPLEXOS. Fenómenos de fatiga debidos a tensións multiaxiais.
Ciclos de cargas de amplitude variable: regra de Palmgrem-Miner.
Determinación do número de ciclos en fenómenos de fatiga con historia irregular (diagramas Rain-Flow).
CRECEMENTO DE GRETAS EN FENÓMENOS DE FATIGA.
Velocidade de crecemento das gretas por fatiga: ecuación de Paris-Endorgan.
Ensaios para determinar a velocidade de crecemento das gretas por fatiga.
Efecto da relación esforzos (R) sobre o crecemento das gretas por fatiga: ecuaciónes de Walker e Forman
ESTIMACIÓN DA VIDA DE PEZAS SOMETIDAS A FENÓMENOS DE FATIGA. Estimacións para amplitude de cargas constante.
Lonxitude da greta na fractura: solucións por integración numérica.
Estimacións para amplitude de cargas variable.
Limitacións da mecánica da fractura elástica lineal (LEFM) ás estimacións dos fenómenos de fatiga.
Estimacións en fenómenos de fatiga con corrosión.
FLUENCIA (CREEP). Curva tensión-deformación na fluencia.
O ensaio de fluencia.
Mecanismo físico da fluencia.
Estimación da vida de pezas sometidas a fluencia. Fractura

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Proba obxectiva A1 A2 B2 B8 B10 C6 C8 4 142 146
 
Atención personalizada 4 0 4
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Proba obxectiva Proba escrita utilizada para a avaliación da aprendizaxe, cuxo trazo distintivo é a posibilidade de determinar se as respostas dadas son ou non correctas.

Atención personalizada
Metodoloxías
Proba obxectiva
Descrición
Os alumnos poderán asistir a titorías para resolver as súas dúbidas relacionadas coa proba obxectiva.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Proba obxectiva A1 A2 B2 B8 B10 C6 C8 Ao tratarse dunha materia a extinguir na que non se imparte docencia, realizarase unha proba obxectiva segundo o calendario aprobado na Xunta de Escola da EPS
100
 
Observacións avaliación

Fontes de información
Bibliografía básica R.W.Hertzberg (1989). Deformation and fracture mechanics of engineering materials. John Wiley & Sons
J.A.Collins (1993). Failure of materials in mechanical design: analysis, prediction, prevention. John Wiley & Sons
J.L.Arana y J.J.González (2002). Mecánica de la fractura. Universidad del País Vasco
N.E.Dowling (2007). Mechanical behaviour of materials. Prentice-Hall

Bibliografía complementaria A.J.Besa y col. (2003). Componentes de máquinas. Fatiga de alto ciclo. Prentice-Hall
D.Broek (1991). Elementary engineering fracture mechanics. Kluwer Academic Publishers
T.L.Anderson (1994). Fracture mechanics fundamentals and applications. CRC
J.L.González (1998). Mecánica de la fractura. Limusa
J.A.McKevily (2002). Metal failures mechanisms, analysis, prevention. John Wiley&Sons


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Ciencias dos Materiais I/730211201
Ciencias dos Materiais/730211301
Elasticidade e Plasticidade/730211310
Tecnoloxía de Materiais Metálicos/730211317
Tecnoloxía de Materiais Non Metálicos/730211318
Soldadura/730211409
Tecnoloxía dos Materiais Compostos/730211421
Tecnoloxía do Procesado de Materiais/730211422

Materias que se recomenda cursar simultaneamente

Materias que continúan o temario

Observacións


(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías