Identifying Data 2015/16
Subject (*) MECÁNICA DA FRACTURA Code 730G04058
Study programme
Grao en enxeñaría en Tecnoloxías Industriais
Descriptors Cycle Period Year Type Credits
Graduate 1st four-month period
Fourth Optativa 4.5
Language
Spanish
Teaching method Face-to-face
Prerequisites
Department Enxeñaría Industrial 2
Coordinador
Mier Buenhombre, Jose Luis
E-mail
jose.mier@udc.es
Lecturers
Camba Fabal, Carolina
Mier Buenhombre, Jose Luis
E-mail
carolina.camba@udc.es
jose.mier@udc.es
Web
General description 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.

Study programme competencies
Code Study programme competences
B2 Que os estudantes saiban aplicar os seus coñecementos ao seu traballo ou vocación dunha forma profesional e posúan as competencias que adoitan demostrarse por medio da elaboración e defensa de argumentos e a resolución de problemas dentro da súa área de estudo
B3 Que os estudantes teñan a capacidade de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro da súa área de estudo) para emitiren xuízos que inclúan unha reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica ou ética
B4 Que os estudantes poidan transmitir información, ideas, problemas e solucións a un público tanto especializado como leigo
B5 Que os estudantes desenvolvan aquelas habilidades de aprendizaxe necesarias para emprenderen estudos posteriores cun alto grao de autonomía
B6 Ser capaz de concibir, deseñar ou poñer en práctica e adoptar un proceso substancial de investigación con rigor científico para resolver calquera problema formulado, así como de comunicar as súas conclusións –e os coñecementos e razóns últimas que as sustentan– a un público tanto especializados como leigo dun xeito claro e sen ambigüidades
B9 Adquirir unha formación metodolóxica que garanta o desenvolvemento de proxectos de investigación (de carácter cuantitativo e/ou cualitativo) cunha finalidade estratéxica e que contribúan a situarnos na vangarda do coñecemento
C1 Utilizar as ferramentas básicas das tecnoloxías da información e as comunicacións (TIC) necesarias para o exercicio da súa profesión e para a aprendizaxe ao longo da súa vida.
C4 Valorar criticamente o coñecemento, a tecnoloxía e a información dispoñible para resolver os problemas cos que deben enfrontarse.
C5 Asumir como profesional e cidadán a importancia da aprendizaxe ao longo da vida.
C6 Valorar a importancia que ten a investigación, a innovación e o desenvolvemento tecnolóxico no avance socioeconómico e cultural da sociedade.

Learning aims
Learning outcomes Study programme competences
Coñecemento dos mecanismos de fallo por fractura dos materiais. B2
Capacidade para predicir a duración en servizo dos materiais. B2
Aprender a aprender. B3
B5
Resolver problemas de forma efectiva. B2
B3
B6
Actitude orientada ao traballo persoal intenso. B6
Actitude orientada á análise. B3
B6
B9
Vontade de mellora continua. B5
Positivos fronte a problemas. B2
B6
B9
Valorar criticamente o coñecemento, a tecnoloxía e a información dispoñible para resolver os problemas cos que deben enfrontarse. C4
Asumir como profesional e cidadán a importancia da aprendizaxe ao longo da vida. C5
Valorar a importancia que ten a investigación, a innovación e o desenvolvemento tecnolóxico no avance socioeconómico e cultural da sociedade. B4
C1
C6

Contents
Topic Sub-topic
1. 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
2. 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.
3. 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.
4. 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).
5. 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
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).
6. 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
7. 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.
8. FLUENCIA (CREEP). Curva tensión-deformación na fluencia.
O ensaio de fluencia.
Mecanismo físico da fluencia.
Estimación da vida de pezas sometidas a fluencia. Fractura


Planning
Methodologies / tests Competencies Ordinary class hours Student’s personal work hours Total hours
Problem solving B2 B3 C4 10 20 30
Objective test B2 B3 B5 B6 4 26 30
Supervised projects B2 B3 B4 C1 C4 C6 1 14 15
Laboratory practice B2 B3 B9 C6 2 2 4
Guest lecture / keynote speech B2 B9 C4 C5 C6 16 16 32
 
Personalized attention 1.5 0 1.5
 
(*)The information in the planning table is for guidance only and does not take into account the heterogeneity of the students.

Methodologies
Methodologies Description
Problem solving Ao longo da exposición teórica da materia se intercalarán diversos problemas que os alumnos tratarán de solucionar en horas de clase coa supervisión do profesor
Objective test Haberá dous parciais onde o alumno deberá responder a dúas preguntas teóricas e resolver un problema similar aos propostos en clase. Para ter opción ao aprobado o alumno debe obter máis de 4,0 en ambas as probas.
Supervised projects Realizaranse traballos tutelados en grupo sobre distintos aspectos do temario da materia. Ao final do cuadrimestre os alumnos deberán entregar unha copia do traballo en pdf ao profesor.
Laboratory practice Nestas sesións prácticas os alumnos estudarán os aspectos microscópicos de distintos tipos de fractura.
Guest lecture / keynote speech Realizarase unha exposición oral complementada co uso de medios audiovisuais e a introdución dalgunhas preguntas dirixidas aos estudantes, coa finalidade de transmitir coñecementos e facilitar a aprendizaxe. A asistencia ás clases maxistrais terase en conta na nota final.

Personalized attention
Methodologies
Supervised projects
Laboratory practice
Problem solving
Objective test
Guest lecture / keynote speech
Description
O alumno poderá asistir a titorías para resolver as súas dúbidas respecto ás probas obxetivas ou a presentación dos traballos tutelados.

Assessment
Methodologies Competencies Description Qualification
Supervised projects B2 B3 B4 C1 C4 C6 Realizaranse traballos tutelados en grupo sobre distintos aspectos do temario da materia. 20
Objective test B2 B3 B5 B6 Haberá dous parciais. Para ter opción ao aprobado o alumno debe obter máis de 4,0 en ambas as dúas probas. 75
Guest lecture / keynote speech B2 B9 C4 C5 C6 Os alumnos que asistan a máis do 80% das clases terán 0,5 puntos sobre 10 na nota final 5
 
Assessment comments

Para aprobar a nota global mínima será de 5.0.


Sources of information
Basic Richard W. Hertzberg (1996). Deformation and fracture mechanics of engineering materials. Ed. Wiley
M. J. Anglada (2002). Fractura de Materiales. Ed. UPC
Jorge Luis González (1998). Mecánica de fractura. Ed. Limusa
José L. Arana (2002). Mecánica de fractura. Ed. Universidad del País Vasco
Norman E. Dowling (2007). Mechanical behavior of materials. Ed. Prentice-Hall

Complementary Broek D. (1991). Elementary engineering fracture mechanics . Kluwer Academic Publishers
Anderson T.L. (1994). Fracture mechanics fundamentals and applications . CRC


Recommendations
Subjects that it is recommended to have taken before
CIENCIA DOS MATERIAIS/730G04007

Subjects that are recommended to be taken simultaneously

Subjects that continue the syllabus

Other comments


(*)The teaching guide is the document in which the URV publishes the information about all its courses. It is a public document and cannot be modified. Only in exceptional cases can it be revised by the competent agent or duly revised so that it is in line with current legislation.