Comportamiento Mecánico de Materiales

Se trata de una asignatura en la cual se adquieren los conocimientos para poder analizar materiales y/o elementos estructurales bajo el dominio plástico (estudio macroscópico).  A una escala microscópica se trata de una asignatura adecuada para conocer el estado tenso-deformacional en el vértice de una fisura: muy relacionada con la tolerancia al daño de los materiales (Mecánica de Fractura, Fatiga, Corrosión Bajo Tensión,…).

La asignatura permitirá que el alumno sea capaz de analizar materiales y/o elementos estructurales susceptibles de soportar deformaciones plásticas. El análisis del comportamiento plástico puede ser muy interesante desde el punto de vista del diseño de materiales y/o estructuras, así como desde el punto de vista del análisis de la Integridad Estructural (abarcando análisis ante-mortem y post-mortem).

BLOQUE 1: Aspectos Macroscópicos de la Plasticidad

Tema 1. Introducción.

El ensayo de tracción simple. Estudio de tensiones y deformaciones. Leyes del tipo tensión-deformación. El tensor de tensiones. El tensor desviador de tensiones.

Tema 2. Criterios de Plastificación.

Estudio de diversos criterios de plastificación. Interpretación geométrica de los criterios de plastificación. Endurecimiento por deformación. Teorías de endurecimiento isótropo y cinemático.

Tema 3. Ecuaciones constitutivas.

Introducción. Teoría incremental: ecuaciones de Levy-Mises, ecuaciones de Prandtl-Reuss, aplicación a materiales específicos. Teoría de deformaciones totales: ecuaciones de Henky, aplicación a materiales específicos, validez de la teoría.

Tema 4. Viscoplasticidad.

Introducción. Relajación de materiales. Fluencia. Fluencia a bajas y altas temperaturas.

BLOQUE II: ASPECTOS MICROSCÓPICOS DE LA PLASTICIDAD

Tema 5. Estructura Cristalina e imperfecciones en Materiales Metálicos.

Sistema cúbico centrado en las caras. Sistema cúbico centrado en el cuerpo. Sistema hexagonal compacto. Materiales mono y policristalinos. Defectos cristalinos. Defectos de punto. Defectos de volumen. Defectos interfaciales.

Tema 6. Teoría de Dislocaciones.

Deformación plástica por deslizamiento. Deformación plástica de materiales mono y poli-cristalinos. Hipótesis de la teoría de la deformación plástica. Dislocaciones: clasificación. Deformación plástica y densidad de dislocaciones. Movilidad de dislocaciones. Fuerza actuante sobre una dislocación. Resistencia al avance de dislocaciones: endurecimiento. Mecanismos para la creación de dislocaciones. Dislocaciones: superación de obstáculos f(T) y f(t).

Tema 7: Fluencia: aspectos microscópicos.

Introducción. Mecanismos de fluencia: dislocaciones, difusión, deslizamiento de borde de grano. Mejora del comportamiento (resistencia) en fluencia.

Tema 8. Endurecimiento de Metales y Aleaciones.

Endurecimiento de mono y policristales. Trepado de dislocaciones. Endurecimiento por adición de impurezas. Endurecimiento por solución sólida. Endurecimiento por formación de precipitados. Recocido.

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.

CEE2. Que los estudiantes describan y modelicen el comportamiento mecánico de los materiales y su integración en componentes y dispositivos.

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

THE MATHEMATICAL THEORY OF PLASTICITY. R. Hill

FUNDAMENTALS OF THE THEORY OF PLASTICITY. L. M. Kachanov

COMPORTAMIENTO PLÁSTICO DE MATERIALES. Vicente Sánchez Gálvez

MECHANICAL BEHAVIOUR OF MATERIALS: ENGINEERING METHODS FOR DEFORMATION, FRACTURE AND FATIGUE. Norman E. Dowling

INTRODUCTION TO DISLOCATIONS. Hull & Bacon

MECHANICAL BEHAVIOR OF ENGINEERING MATERIALS. Roesler, Harders & Baeker

MECHANICAL BEHAVIOUR OF MATERIALS. Willian F. Hosford

La evaluación será continua a lo largo del curso de la asignatura. Se tendrá en cuenta el resultado de los exámenes parciales (si se hacen) y la participación activa del alumno.

Realización de exámenes parciales de la asignatura (en caso de hacerse): 90%.

Evaluación de cuestiones y problemas propuestos por el profesor y resueltos por los alumnos durante las clases: 10%.

NOTA: para aprobar la asignatura mediante evaluación continua se requiere superar el 50% de la puntuación en los dos apartados anteriores.

Realización de exámenes finales: 100%.

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.