Estructura, Descripción y Caracterización de los Materiales

La asignatura pretende conseguir que el alumno obtenga los conocimientos necesarios para poder comprender los Materiales Compuestos desde las siguientes perspectivas: análisis, diseño, comportamiento en servicio y comportamiento en fractura.

Análisis y diseño de Materiales Compuestos. Ingeniería Forense.

TEMA 1. MATERIALES COMPUESTOS: INTRODUCCIÓN.

Aspectos relativos a su definición. Razón de ser de los Materiales Compuestos (MMCC). Materiales Compuestos naturales. Materiales Compuestos avanzados. Ventajas y desventajas de los MMCC. Matrices y fibras empleadas. Clasificación de MMCC.

TEMA 2. CRITERIO DE SELECCIÓN PARA LOS COMPONENTES DE UN MATERIAL COMPUESTO.

Micromecánica de láminas de MMCC. Índices de rendimiento. Cartas de selección de Materiales. Contornos de propiedades. Diseño de un material compuesto. Factores o restricciones intervinientes en la selección de materiales. Índices de forma.

TEMA 3. LA REGIÓN DE INTERCARA EN UN MATERIAL COMPUESTO.

Mecanismos de enlace matriz-fibra. Control de la resistencia de enlace. Influencia sobre la tenacidad.

TEMA 4. ANÁLISIS MACRO-MECÁNICO DE LÁMINAS.

Ley de Hooke para distintos tipos de materiales. Ley de Hooke para una lámina unidireccional 2D. Ley de Hooke para una lámina angular 2D. Tensiones y deformaciones higro-térmicas en una lámina.

TEMA 5. TEORÍAS DE FALLO PARA MATERIALES COMPUESTOS.

Introducción. Teorías de fallo de Tensión Máxima y de Deformación Máxima. Teoría de fallo de Tsai-Hill. Teoría de fallo de Tsai-Wu.

TEMA 6. COMPORTAMIENTO ELÁSTICO DE LAMINADOS.

Relación de interacción tracción-cortante. Deformación elástica de laminados: tensiones y distorsiones, laminados equilibrados, tensiones en las láminas individuales de un laminado, tensiones de acoplamiento, laminados simétricos. Tensiones interlaminares.

TEMA 7. RESISTENCIA DE MATERIALES COMPUESTOS.

Modos de fallo de MMCC de fibra unidireccional. Fallo por tensión de tracción. Fallo por tensión transversal. Fallo por tensión cortante. Fallo por tensión de compresión. Transferencia de carga. Relación de aspecto crítica. Descohesión, extracción y rotura de fibras. Fallo en función del ángulo de carga. Resistencia de laminados.

TEMA 8. ANÁLISIS MACRO-MECÁNICO DE LAMINADOS

Relaciones tensión-deformación. Deformaciones y tensiones en un laminado. Fuerzas y momentos resultantes. Módulos de flexión y planar: constantes ingenieriles planares y de flexión.

CG1: Que los estudiantes adquieran la capacidad de trabajo interdisciplinar inherente a la ciencia e ingeniería de los materiales.

CB1. Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en el área/s de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.

CB2. Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y resolución de problemas dentro de su área de estudio.

CB3. Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.

CB4. Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.

CB5. Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.

CEI1. Que los estudiantes sepan resolver los problemas matemáticos que puedan plantearse en la ingeniería.

CEI2. Que los estudiantes adquieran comprensión y dominio de los conceptos básicos sobre las leyes generales de la mecánica y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.

CEI4. Que los estudiantes comprendan y apliquen los principios básicos de la química general, química orgánica e inorgánica y sus aplicaciones en la ingeniería.

CEE1. Que los estudiantes identifiquen las estructuras de los diversos tipos de materiales, y conozcan las técnicas de caracterización y análisis de los materiales.

CEE2. Que los estudiantes describan y modelicen el comportamiento (mecánico, electrónico, óptico, térmico, magnético, químico) de los materiales y su integración en componentes y dispositivos.

CEE3. Que los estudiantes planifiquen y resuelvan problemas relacionados con la selección, fabricación, procesado, utilización y reciclado de todo tipo de materiales en función de las herramientas de que se disponga y de las restricciones de tiempo y recursos.

CEE4. Que los estudiantes identifiquen los procesos de selección, diseño, evaluación y transformación de materiales, teniendo en cuenta sus aplicaciones.

CEE6. Que los estudiantes evalúen la seguridad, durabilidad e integridad estructural de los materiales y componentes fabricados con ellos.

Que los estudiantes puedan adquirir capacidad de análisis y síntesis, de trabajo en grupo, de comunicación oral y de resolver problemas

AN INTRODUCTION TO COMPOSITE MATERIALS. Derek Hull

COMPOSITE MATERIALS. Krishan K. Chawla

MATERIALS SELECTION IN MECHANICAL DESIGN. Michael F. Ashby

COMPOSITE MATERIALS: DESIGN AND APPLICATIONS. Daniel Gay & Suong V. Hoa

MECHANICS OF COMPOSITE MATERIALS. Autar K. Kaw

MECHANICS AND ANALYSIS OF COMPOSITE MATERIALS. Valery V. Vasiliev & Evgeny V. Morozov

LAMINAR COMPOSITES. George H. Staab

MECHANICS OF COMPOSITE MATERIALS. Robert M. Jones

MECHANICS OF FIBROUS COMPOSITES. Carl T. Herakovich

ENGINEERING INTERFACES IN FIBER REINFORCED COMPOSITES. Jang-Kyo Kim & Yiu-Wing Mai

COMPOSITES MANUFACTURING: Materials, Product and Process Engineering. Sanjay K. Mazumdar,

La evaluación será continua a lo largo del curso de la asignatura. Se tendrá en cuenta el resultado de los exámenes parciales (de cara al examen final ordinario) así como la participación activa y positiva del alumno.

Primera convocatoria:

• Prueba de evaluación continua: 25% de la nota final. La nota obtenida deberá ser al menos de 3,5 puntos (sobre 10 posibles) para poder ser sumada a la obtenida en el examen final ordinario.
• Examen final ordinario: 75% de la nota final.

Segunda convocatoria:

• Examen final extraordinario: 100% de la nota final.

Realización de exámenes de carácter teórico-práctico.

Resolución de problemas durante las prácticas en el aula (taller de problemas).

Participación activa, y coherente, en las clases.

Se recomienda la asistencia a las clases/prácticas y participar activamente en las mismas.

Repasar los contenidos de la asignatura y hacer uso de las tutorías.