Datos Identificativos 2015/16
Asignatura (*) MECÁNICA DA FRACTURA Código 730G04058
Titulación
Grao en enxeñaría en Tecnoloxías Industriais
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Grao 1º cuadrimestre
Cuarto Optativa 4.5
Idioma
Castelán
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Industrial 2
Coordinación
Mier Buenhombre, Jose Luis
Correo electrónico
jose.mier@udc.es
Profesorado
Camba Fabal, Carolina
Mier Buenhombre, Jose Luis
Correo electrónico
carolina.camba@udc.es
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
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.

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
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

Contidos
Temas Subtemas
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


Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Solución de problemas B2 B3 C4 10 20 30
Proba obxectiva B2 B3 B5 B6 4 26 30
Traballos tutelados B2 B3 B4 C1 C4 C6 1 14 15
Prácticas de laboratorio B2 B3 B9 C6 2 2 4
Sesión maxistral B2 B9 C4 C5 C6 16 16 32
 
Atención personalizada 1.5 0 1.5
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Solución de problemas 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
Proba obxectiva 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.
Traballos tutelados 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.
Prácticas de laboratorio Nestas sesións prácticas os alumnos estudarán os aspectos microscópicos de distintos tipos de fractura.
Sesión maxistral 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.

Atención personalizada
Metodoloxías
Traballos tutelados
Prácticas de laboratorio
Solución de problemas
Proba obxectiva
Sesión maxistral
Descrición
O alumno poderá asistir a titorías para resolver as súas dúbidas respecto ás probas obxetivas ou a presentación dos traballos tutelados.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Traballos tutelados B2 B3 B4 C1 C4 C6 Realizaranse traballos tutelados en grupo sobre distintos aspectos do temario da materia. 20
Proba obxectiva 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
Sesión maxistral 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
 
Observacións avaliación

Para aprobar a nota global mínima será de 5.0.


Fontes de información
Bibliografía básica 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

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


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
CIENCIA DOS MATERIAIS/730G04007

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