Datos Identificativos 2019/20
Asignatura (*) Estruturas III Código 632011604
Titulación
Enxeñeiro de Camiños, Canais e Portos
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
1º e 2º Ciclo 1º cuadrimestre
Terceiro Cuarto Quinto Optativa 4
Idioma
Castelán
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Civil
Coordinación
Correo electrónico
Profesorado
Correo electrónico
Web http://caminos.udc.es/info/asignaturas/621/index.php
Descrición xeral El objetivo de la asignatura es adquirir los fundamentos del cálculo de estructuras mediante el Método de Elementos Finitos y su aplicación en problemas de elasticidad 2D y 3D. El alumno deberá ser capaz de elegir el modelo más adecuado para cada problema así como la interpretación de los resultados obtenidos.

Competencias do título
Código Competencias do título
A1 Capacitación científico-técnica e metodolóxica para a asesoría, a análise, o deseño, o cálculo, o proxecto, a planificación, a dirección, a xestión, a construción, o mantemento, a conservación e a explotación nos campos relacionados coa enxeñaría civil: materiais de construción, xeotecnia, estruturas, edificación, hidráulica, enerxía, enxeñaría sanitaria, medio ambiente, enxeñaría marítima e costeira, transportes, enxeñaría cartográfica, urbanismo e ordenación do territorio.
A2 Capacidade para comprender os múltiples condicionamentos de carácter técnico, legal e da propiedade que se formulan no proxecto dunha obra pública e capacidade para establecer diferentes alternativas válidas, elixir a óptima e plasmala axeitadamente, tras prever os problemas da súa construción e empregar os métodos e tecnoloxías máis axeitados, tanto tradicionais como innovadores, coa finalidade de conseguir a maior eficacia dentro do respecto polo medio ambiente e a protección da seguridade e saúde dos traballadores e usuarios da obra pública.
A5 Coñecemento da profesión de enxeñeiro de Camiños, Canais e Portos e das actividades que se poden realizar no ámbito da enxeñaría civil.
A8 Coñecementos básicos sobre o uso dos ordenadores e a súa programación.
A21 Capacidade para analizar e comprender como as características das estruturas inflúen no seu comportamento, así como para coñecer as tipoloxías máis usuais na Enxeñaría Civil. Capacidade para utilizar métodos tradicionais e numéricos de cálculo e deseño de todo tipo de estruturas (de barras, placas, láminas esféricas e de revolución, etc.) de diferentes materiais (formigón, metálicas, mixtas, de madeira, cerámicas, compostas, etc.) sometidas a esforzos diversos e en situacións de comportamentos mecánicos variados (elásticos, elastoplásticos, viscoelásticos, etc.).
A22 Coñecemento teórico e práctico para a análise non lineal e dinámica estrutural, con especial atención á análise sísmica, por medio da aplicación dos métodos e programas de deseño e cálculo dinámico de estruturas por ordenador, a partir do coñecemento e comprensión das cargas dinámicas máis habituais e a súa aplicación ás tipoloxías estruturais da Enxeñaría Civil.
B1 Aprender a aprender.
B2 Resolver problemas de forma efectiva.
B3 Aplicar un pensamento crítico, lóxico e creativo.
B4 Traballar de forma autónoma con iniciativa.
B5 Traballar de forma colaborativa.
B8 Reciclaxe continua de coñecementos nunha perspectiva xeneralista no ámbito global de actuación da enxeñaría civil.
B9 Comprender a importancia da innovación na profesión.
B10 Aproveitamento e incorporación das novas tecnoloxías.
B19 Capacidade de análise, síntese e estruturación da información e das ideas.
B27 Capacidade para aplicar coñecementos básicos na aprendizaxe de coñecementos tecnolóxicos e na súa posta en práctica.

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
Capacidad de realizar modelos de elementos finitos adecuados al problema que desea resolver A1
A2
A5
A8
A21
B1
B2
B4
B5
B9
B10
Capacidad de interpretar los resultados obtenidos del análisis lineal y no lineal de estructuras A21
A22
B1
B2
B3
B8
B9
B19
B27

Contidos
Temas Subtemas
Introducción al método de los elementos finitos Tipos de modelización estructural
Elementos unidimensionales: barra a axil Elemento lineal, formulación isoparamétrica
Elemento cuadrático
Ejemplos
Elementos finitos en elasticidad bidimensional (I) Teoría de elasticidad bidimensional
Formulación del elemento triangular de tres nudos
Discretización del campo de deformaciones
Ecuaciones de equilibrio de la discretización
Formulación del elemento rectangular de cuatro nudos
Consideraciones acerca de la solución obtenida con el MEF
Condiciones para la convergencia de la solución
Elementos finitos en elasticidad bidimensional (II) Elementos de clase C0 de orden superior en coordenadas naturales
Elementos rectangulares
Elementos rectangulares lagrangianos
Elementos rectangulares serendipitos
Elementos triangulares
Convergencia e Integración numérica
Comportamiento del cuadrilátero bilineal (elemento C4)
Cálculo de magnitudes derivadas
Comparación entre distintos elementos y ejemplos
Aplicación del MEF en problemas térmicos Problemas de campo escalar
Ecuaciones de equilibrio en el problema estacionario de conducción del calor
Matriz de conductividad y vector de flujo térmico
Ejemplos de aplicación
Elementos finitos en elasticidad 3D Teoría de elasticidad 3D
Formulación de los elementos finitos
Discretización y ecuaciones de equilibrio
Elementos finitos tridimensionales
Formulación isoparamétrica
Comparación de los distintos tipos de elementos
Efecto de la distorsión
Ejemplos de aplicación
Elementos unidimensionales: elemento viga Barra a flexión: teoría de vigas esbeltas
Ecuaciones de equilibrio y discretización
Elemento viga de 2 nudos
Estructuras de barras planas
Estructuras de barras tridimensionales
Condiciones de contorno
Ejemplos de aplicación
Elementos placa Teoría de placas: ecuaciones de equilibrio y relaciones momento-curvatura
Aplicación del PTV y formulación de los elementos
Elementos finitos para placas delgadas
Elementos finitos para placas gruesas
Cálculo de esfuerzos y tensiones
Efecto del esviaje
Ejemplos de aplicación
Elementos lámina Formulaciones y tipos de elementos lámina
Elementos lámina plana
Teoría de láminas planas de Reissner-Mindlin
Aplicación del PTV y formulación de los elementos
Matrices de deformación y rigidez
Elementos lámina espacial curva isoparamétricos
Ejemplos de aplicación
Introducción al análisis no lineal de estructuras mediante el MEF Introducción
Tipos de no linealidades
Tensores de deformaciones y tensiones
Deformaciones
Teorema de descomposición polar
Tensiones
Métodos numéricos de solución
No linealidad geométrica
Formulación general
Rigidización tensional y pandeo
Formulación Lagrangiana Total
No linealidad del material
Plasticidad unidimensional
Desarrollo en Cosmos/m
Bibliografía


Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Traballos tutelados 0 0 0
 
Atención personalizada 0 0 0
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Traballos tutelados Se realizarán los siguientes trabajos durante el curso:
1. Un trabajo teórico resolviendo un problema numérico simplificado de forma manual y comparando la solución obtenida con resultados de un programa profesional de elementos finitos.
2. Dos trabajos prácticos resueltos mediante un programa comercial de elementos finitos (Abaqus), uno de elasticidad bidimensional y otro con elementos lámina y barra o de elasticidad tridimensional.

Atención personalizada
Metodoloxías
Traballos tutelados
Descrición
Trabajos tutelados:
Los alumnos deberán preguntar en tutoría individual aquellos aspectos relacionados con los trabajos proporcionados por el profesor.

Solución de problemas:
Igualmente, los alumnos deberán resolver las dudas que se les planteén sobre la teoría y practica de la asignatura.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Traballos tutelados Cada uno de los tres trabajos se valorará de 0 a 10 puntos.
La nota final de la asignatura será la media aritmética de las tres notas anteriores.
100
 
Observacións avaliación

El modo de evaluación es a través de la realización de trabajos prácticos tutorizados e individualizados por parte de los estudiantes.

La asignatura pertenece a una titulación en extinción y no tiene docencia asignada. Los alumnos que se matriculen deben ponerse en contacto con los profesores de la asignatura.


Fontes de información
Bibliografía básica E. Oñate (1992). Cálculo de estructuras por el método de elementos finitos. CIMNE
Cook R., Malkus D., Plesha. (1989). Concepts and applications of finite element analysis. M., John Wiley
K.J. Bathe (1996). Finite Element Procedures. Prentice-Hall
Zienkiewicz, O.C., Taylor, R.L (2000). The finite element method (fifth ed.). Vol 1: The Basis, Vol2: Solid mechanics. Thomas Telford
T.J. Hughes (1987). The Finite Element Method. Linear Static and Dynamic Finite Element Analysis. Prentice-Hall
Hinton, E., Owen, D.R.J (1980). • Introduction to finite element computations. Pineridge Press
Bibliografía complementaria
  • Mechanics of materials, Hibbeler, R. C., 6ª ed., Pearson/Prentice Hall, Upper Saddle River, N.J., 2005.

  • Análisis Estructural, Hibbeler, R. C., 3ª ed., Prentice Hall Hispanoamericana S.A., Naucalpan de Juárez, Méjico, 1997.

  • Fundamentos de Análisis Estructural, Leet, R. C. and C.M. Uang, 2ª ed., McGraw-Hill Interamericana S.A., México D.F., Méjico, 2006.

  • Structures, Schodek, D. L., 5ª ed., Pearson/Prentice Hall, Upper Saddle River, N.J., 2004.

  • Resistencia de materiales, Gere, J. M. y Timoshenko, S., 5ª ed., Thomson-Paraninfo, Madrid, 2002.

  • Mecánica de sólidos, Popov, E. P.2, 5ª ed., Pearson Educación, México, 2000.

  • Elasticidad, Ortiz Berrocal, L., 3ª ed., McGraw-Hill, Madrid, 1998.

  • Razón y ser de los tipos estructurales, Torroja Miret, E., 9ª ed., CSIC, Madrid, 1998.

  • Estructuras o por qué las cosas no se caen, Gordon, J. E., Celeste Ediciones, Madrid, 1999.

  • Recomendacións
    Materias que se recomenda ter cursado previamente
    Álxebra/632011101
    Cálculo I/632011102
    Estruturas I/632011202
    Estruturas II/632011303

    Materias que se recomenda cursar simultaneamente

    Materias que continúan o temario
    Cálculo Dinámico de Estruturas/632011601
    Pontes II/632011622

    Observacións
    Se requiere conocimiento de los aspectos básicos del cálculo de estructuras. Es aconsejable el conocimiento de programas comerciales de cálculo de estructuras.


    (*)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