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Prof.: Gonzalo Ruiz ; Rena Yu; Eduardo W.V. Chaves
OBJETIVOS
Los objetivos cognoscitivos de la "Mecánica de Medios Continuos y Ciencia de Materiales" están descritos por el Plan de Estudios de la Escuela de Caminos, y so: "Ecuaciones Constitutivas, Elasticidad y Viscoelasticidad, Plasticidad y Viscoplasticidad, Mecánica de la Fractura, Ciencia de Materiales". Como se ve a través de los descriptores, la asignatura aborda la Mecánica de Sólidos basándose en la Ciencia de Materiales y centrándose en el comportamiento de los materiales de interés en ingeniería civil. Es continuación natural de "Física I" y de "Ampliación de Mecánica". Asimismo, amplia y desarrolla conceptos de "Ciencia y Tecnología de Materiales".
CONTENIDO DE LA ASIGNATURA
Bloque I: Elasticidad y Viscoelasticidad
I.A Comportamiento elástico
Micromecánica del comportamiento elástico. Elasticidad clásica: el material hookeano. Energía elástica. El problema elástico. Elproblema elástico en el plano. Termoelasticidad. El problema termoelástico. Materiales elástico-lineales anisótropos. Materiales elástico-lineales ortótropos y tranversalmente isótropos. Elasticidad no lineal.
I.B Comportamiento viscoelástico
Viscoelasticidad lineal: el material de Boltzmann. Ecuaciones constitutivas del material de Boltzmann. Modelos mecánicos. El problema viscoelástico.
Bloque II: Plasticidad y Viscoplasticidad
II.A Comportamiento plástico
Introducción al comportamiento plástico. Criterios de plastificación. Ecuaciones constitutivas de la Plasticidad. Teoremas generales. El problema plástico. Deformación plana. Líneas de deslizamiento. Plastificación de vigas y pórticos. Plastificación de placas. Plastificación de tubos. Teoría de dislocaciones. Endurecimiento de metales y aleaciones.
II.B Comportamiento viscoplástico
Viscoplasticidad. Fluencia y relajación.
Bloque III: Mecánica de la Fractura
III.A Criterios de rotura: planteamiento global
Planteamiento global. Funciones G y R. Cálculo de la energía disponible para la fractura G. Medida de la resistencia a la fractura R.
III.B Criterios de rotura: planteamiento local
Planteamiento local. Funciones K y Kc. Cálculo del factor de intensidad de tensiones K. Medida de la tenacidad de fractura KIc.
III.C Fisuras subcríticas
Crecimiento de fisuras por fatiga. Fatiga con amplitud de carga constante. Fatiga con amplitud de carga variable. Crecimiento de fisuras por corrosión bajo tensión. Crecimiento de fisuras por corrosión-fatiga. Crecimiento de fisuras por fluencia.
Bloque IV: Materiales Compuestos
Introducción a los materiales compuestos. Propiedades de los materiales compuestos. Criterios de rotura de materiales compuestos.
Prácticas de laboratorio
Práctica 1: Influencia de la velocidad de solicitación en un ensayo de tracción directa.
Práctica 2: Ensayo de plastificación de placas.
Práctica 3: Medida de la energía específica de fractura R.
Práctica 4: Simulación del comportamiento mecánico de sólidos mediante el Método de los Elementos Finitos.