Datos Identificativos 2017/18
Asignatura (*) Mecánica de la Fractura Código 730211519
Titulación
Enxeñeiro Industrial
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
1º y 2º Ciclo 2º cuatrimestre
Quinto Optativa 6
Idioma
Castellano
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Naval e Industrial
Coordinador/a
Correo electrónico
Profesorado
Correo electrónico
Web
Descripción general 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 del título
Código Competencias del título
A1 Aplicar los fundamentos científico-técnicos de las tecnologías industriales.
A2 Modelar matemáticamente sistemas y procesos complejos de todo los ámbitos de la ingeniería industrial.
B2 Resolver problemas de forma efectiva.
B8 Actitud orientada al trabajo personal intenso.
B10 Actitud orientada al análisis.
C6 Valorar críticamente el conocimiento, la tecnología y la información disponible para resolver los problemas con los que deben enfrentarse.
C8 Valorar la importancia que tiene la investigación, la innovación y el desarrollo tecnológico en el avance socioeconómico y cultural de la sociedad.

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
Aplicar los fundamentos científico-técnicos de las tecnologías industriales. A1
Modelar matemáticamente sistemas y procesos complejos de todo los ámbitos de la ingeniería industrial. A2
Resolver problemas de forma efectiva. B2
Actitud orientada al trabajo personal intenso. B8
Actitud orientada al análisis. B10
Valorar críticamente el conocimiento, la tecnología y la información disponible para resolver los problemas con los que deben enfrentarse. C6
Valorar la importancia que tiene la investigación, la innovación y el desarrollo tecnológico en el avance socioeconómico y cultural de la sociedad. C8

Contenidos
Tema Subtema
DEFORMACIÓN ELÁSTICA Y PLÁSTICA. MODELOS Y ECUACIONES. Deformación elástica.
Constantes elásticas.
Ley de Hooke en tres dimensiones.
Tensiones hidrostáticas y deformaciones volumétricas.
Deformaciones térmicas.
Tensiones y deformaciones en el comportamiento plástico.
Modelos reológicos para la deformación plástica.
DEFORMACIÓN EN MATERIALES NO ISÓTROPOS Ley de Hooke en materiales anisótropos.
Ley de Hooke en materiales ortotrópicos y cúbicos. Módulo de elasticidad en materiales compuestos reforzados con fibras.
Módulo de elasticidad en la dirección paralela a las fibras.
Módulo de elasticidad en la dirección transversal a las fibras
ESTADOS DE TENSIONES Tensiones planas.
Tensiones principales.
El círculo de Mohr.
Estado de tensiones tridimensional.
Tensiones normales principales.
Esfuerzos cortantes principales.
Tensiones en planos octaédricos.
Estados complejos de deformación
CRITERIOS DE FALLO DE LOS MATERIALES BAJO TENSIONES COMBINADAS Forma general de los criterios de fallo: criterios de fallo por fractura y criterios de fallo por deformación.
Criterio del máximo esfuerzo normal.
Criterio de la máxima tensión cizallante o de Tresca.
Criterio de la tensión octaédrica o de Von Mises.
Criterios de fallo par materiales ortotrópicos. Criterio de fractura de Mohr-Coulomb.
Criterio de fractura de Mohr modificado
MECÁNICA DE LA FRACTURA LINEAL ELÁSTICA (LEFM). FACTORES DE INTENSIDAD DE TENSIONES Grietas y concentración de esfuerzos.
Modelo de la resistencia teórica cohesiva.
Criterio de Griffith.
Modificaciones de Orowan y Inglis al criterio de Griffith.
Criterio de Irwing: velocidad de liberación de la energía de deformación (Gr).
Factor de intensidad de tensiones (K) y tenacidad de la fractura (Kc).
Longitud de la grieta de transición (at).
Modos de aplicar la carga a un material agrietado.
Grietas tridimensionales.
Cálculo del K en tensiones combinadas.
Fractura de modo mixto
INFLUENCIA DE DIVERSAS VARIABLES SOBRE LA TENACIDAD A LA FRACTURA (Kc). Variación de Kc con el tipo de material.
Influencia de la temperatura y la velocidad de carga sobre Kc.
Influencia de la microestructura sobre Kc.
LIMITACIONES DE LA MECÁNICA DE LA FRACTURA ELÁSTICA LINEAL. EL ENSAYO DE TENACIDAD A LA FRACTURA
Tamaño de la zona plástica para estados de tensión llanos.
Tamaño de la zona plástica para estados deformaciones llanos.
Límites de plasticidad para poder aplicarse a LEFM.
El ensayo de la tenacidad a la fractura.
La curva R.
MECÁNICA DE LA FRACTURA ELASTO-PLÁSTICA (EPFM).
Cargas totalmente plásticas.
Método del ajuste de la zona plástica.
La integral J.
Desplazamiento de la abertura del extremo de la grieta (CTOD).
FATIGA. ASPECTOS GENERALES.
Definiciones y conceptos.
Curvas S-N.
Ensayo de fatiga: tipos de maquinillas para el ensayo de fatiga.
Aspectos macrográficos y micrográficos de la fractura por fatiga.
Influencia de diversas variables en las curvas S-N.
La tensión estática: diagrama de vida constante
FENÓMENOS DE FATIGA BAJO ESTADOS Y CICLOS DE TENSIÓN COMPLEXOS. Fenómenos de fatiga debidos a tensiones multiaxiales.
Ciclos de cargas de amplitud variable: regla de Palmgrem-Miner.
Determinación del número de ciclos en fenómenos de fatiga con historia irregular (diagramas Rain-Flow).
CRECIMIENTO DE GRIETAS EN FENÓMENOS DE FATIGA.
Velocidad de crecimiento de las grietas por fatiga: ecuación de Paris-Endorgan.
Ensayos para determinar la velocidad de crecimiento de las grietas por fatiga.
Efecto de la relación esfuerzos (R) sobre el crecimiento de las grietas por fatiga: ecuaciónes de Walker y Forman
ESTIMACIÓN DE LA VIDA DE PIEZAS SOMETIDAS A FENÓMENOS DE FATIGA. Estimaciones para amplitud de cargas constante.
Longitud de la grieta en la fractura: soluciones por integración numérica.
Estimaciones para amplitud de cargas variable.
Limitaciones de la mecánica de la fractura elástica lineal (LEFM) a las estimaciones de los fenómenos de fatiga.
Estimaciones en fenómenos de fatiga con corrosión.
FLUENCIA (CREEP). Curva tensión-deformación en la fluencia.
El ensayo de fluencia.
Mecanismo físico de la fluencia.
Estimación de la vida de piezas sometidas a fluencia. Fractura

Planificación
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Prueba objetiva A1 A2 B2 B8 B10 C6 C8 4 142 146
 
Atención personalizada 4 0 4
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Prueba objetiva Prueba escrita utilizada para la evaluación del aprendizaje, cuyo rasgo distintivo es la posibilidad de determinar si las respuestas dadas son o no correctas.

Atención personalizada
Metodologías
Prueba objetiva
Descripción
Los alumnos podrán asistir a tutorías para resolver sus dudas relacionadas con la prueba objetiva.

Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Prueba objetiva A1 A2 B2 B8 B10 C6 C8 Al tratarse de una materia a extinguir en la que no se imparte docencia, se realizará una prueba objetiva según el calendario aprobado en la Junta de Escuela de la EPS 100
 
Observaciones evaluación

Fuentes de información
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

Complementária 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


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
Ciencias de los Materiales I/730211201
Ciencias de los Materiales/730211301
Elasticidad y Plasticidad/730211310
Tecnología de Materiales Metálicos/730211317
Tecnología de Materiales no Metálicos/730211318
Soldadura/730211409
Tecnología de los Materiales Compuestos/730211421
Tecnología del Procesado de Materiales/730211422

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente

Asignaturas que continúan el temario

Otros comentarios


(*) La Guía Docente es el documento donde se visualiza la propuesta académica de la UDC. Este documento es público y no se puede modificar, salvo cosas excepcionales bajo la revisión del órgano competente de acuerdo a la normativa vigente que establece el proceso de elaboración de guías