Descripción y contextualización de la asignatura

En esta asignatura se proporciona una visión global del elenco de materiales utilizados en aplicaciones estructurales. Se hace especial énfasis en las propiedades mecánicas de dichos materiales y en los métodos de cálculo menos convencionales que el alumno no ha visto anteriormente.

En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de una actividad docente y/o evaluación presencial, se activará una modalidad no presencial de la que los/las estudiantes serán informados puntualmente.



Tema 1: Introducción. Propiedades de los materiales estructurales.

Tema 2: Introducción a los materiales compuestos.

Tema 3: Cálculo de materiales compuestos: teoría de laminados y criterios de fallo.

Tema 4: Hormigón armado estructural. Aplicación en cimentaciones de máquinas.

Resultados del aprendizaje de la asignatura

Como resultado del aprendizaje se espera que el alumnado sea capaz al terminar el curso de discernir las características básicas de los distintos materiales para ingeniería, las aplicaciones más adecuadas para cada uno de ellos y los cálculos resistentes necesarios según su composición y utilización. En particular, el alumno deberá ser capaz de:

- Dominar una clasificación global de materiales estructurales, en función de sus propiedades mecánicas.

- Conocer las principales características de los materiales compuestos

- Realizar cálculos resistentes de materiales compuestos, utilizando los principios básicos de las teorías de laminados

- Comprender el comportamiento del hormigón armado como material estructural, y aplicar dichos conocimientos al cálculo de cimentaciones de máquinas.

Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia

La nota final se obtiene en base a la calificación obtenida en cada una de las siguientes pruebas:

a) Preguntas a desarrollar durante el curso

b) Trabajo práctico

c) Examen final escrito



Para aprobar la asignatura el promedio ponderado deber ser mayor o igual que cinco.

Convocatoria extraordinaria: orientaciones y renuncia

La nota final se obtiene en base a la calificación obtenida en cada una de las siguientes pruebas:

a) Preguntas a desarrollar durante el curso

b) Trabajo práctico

c) Examen final escrito



Para aprobar la asignatura el promedio ponderado deber ser mayor o igual que cinco.

Temario

Tema 1: INTRODUCCIÓN. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ESTRUCTURALES.



Capítulo 1.1. Introducción a los materiales estructurales

1.1.1. Definiciones generales

1.1.2. Clasificación

1.1.3. Características de los materiales estructurales



Capítulo 1.2. Propiedades mecánicas

1.2.1. Propiedades insensibles a la microestructura

1.2.2. Propiedades sensibles a la microestructura



Capítulo 1.3. Aleaciones para ingeniería

1.3.1. Clasificación y propiedades

1.3.2. Aleaciones férreas

1.3.3. Aleaciones no férreas

1.3.4. Aleaciones ligeras



Tema 2: INTRODUCCIÓN A LOS MATERIALES COMPUESTOS



Capítulo 2.1. Introducción

2.1.1. Definición y características generales

2.1.2. Historia de los materiales compuestos

2.1.3. Propiedades mecánicas

2.1.4. Diferencias entre materiales compuestos y materiales metálicos



Capítulo 2.2. Tipos de matrices

2.2.1. Resinas termoestables

2.2.2. Resinas termoplásticas



Capítulo 2.3. Tipos de fibras

2.3.1. Fibras de carbono

2.3.2. Fibras de vidrio

2.3.3. Aramidas y otros



Capítulo 2.4. Fabricación

2.4.1. Tejidos equilibrados y no equilibrados

2.4.2. Introducción a los procesos de fabricación en materiales compuestos

2.4.3. Preimpregnados



Capítulo 2.5. Elasticidad anisótropa de una lámina

2.5.1. Tensiones y deformaciones. Anisotropía de los materiales

2.5.2. Materiales ortótropos

2.5.3. Disposición y nomenclatura de laminados

2.5.4. Matriz de rigidez en ejes globales

2.5.5. Matriz de flexibilidad en ejes globales



Tema 3: CÁLCULO DE MATERIALES COMPUESTOS: TEORÍA DE LAMINADOS Y CRITERIOS DE FALLO.

Capítulo 3.1. Teoría de laminados

3.1.1. Hipótesis de partida

3.1.2. Desplazamientos y deformaciones

3.1.3. Tensiones y esfuerzos

3.1.4. Matrices de rigidez del laminado

3.1.5. Propiedades ingenieriles equivalentes del laminado



Capítulo 3.2. Criterios de fallo

3.2.1. Introducción

3.2.2. Criterio de tensión máxima

3.2.3. Criterio de deformación máxima

3.2.4. Criterio de Tsai-Hill

3.2.5. Criterios de Tsai-Wu



Tema 4: HORMIGÓN ARMADO ESTRUCTURAL. APLICACIÓN EN CIMENTACIONES DE MÁQUINAS.



Capítulo 4.1. El hormigón armado

4.1.1 Componentes del Hormigón Armado

4.1.2 Hormigón en masa. Propiedades mecánicas y diagrama tensión- deformación

4.1.3 Armaduras. Características geométricas y propiedades mecánicas

4.1.4 Comportamiento mecánico del hormigón armado

4.1.5 Disposición de armaduras, anclaje y solape

4.1.6 Seguridad estructural y comprobación de secciones



Capítulo 4.2. Geotecnia y comportamiento del terreno ( 0,3 créditos)

4.2.1 Datos geotécnicos en el diseño y cálculo de cimentaciones

4.2.2 Presiones en el terreno de cimentación

4.2.3 Empujes del terreno según la Teoría de Coulomb. Empuje activo, reposo y pasivo



Capítulo 4.3. Cimentaciones superficiales de máquinas

4.3.1 Comprobaciones de equilibrio y asientos. Vuelco, deslizamiento y tensión en el terreno

4.3.2 Diseño y cálculo del cimiento a flexión y cortante

4.3.3 Cimentaciones sometidas a efectos dinámicos

4.3.4 Estudio de casos particulares



Capítulo 4.4. Cimentaciones profundas de máquinas

4.4.1 Cálculo geotécnico y estructural del pilote in situ

4.4.2 Encepados. Transmisión de esfuerzos a grupos de pilotes

4.4.3 Absorción de esfuerzos horizontales en pilotajes

4.4.4 Micropilotes. Aplicaciones y cálculo

4.4.5 Pilotes prefabricados de hinca

4.4.6 Ejemplos prácticos

Bibliografía

Materiales de uso obligatorio

- Diapositivas de la asignatura, disponibles en Publicaciones y en eGela.

Bibliografía básica

- Pat L. Mangonon. The Principles of Materials Selection for Engineering Design. Prentice Hall. 1999

- Isaac M. Daniel, Ori Ishai. Engineering Mechanics of Composite Materials. Oxford University Press. 2006

- Ronald F. Gibson. Principles of Composite Material Mechanics. McGraw-Hill. 1994

- William F. Hosford. Mechanical Behavior of Materials. Cambridge University Press. 2005

- J. Calavera. Proyecto y Cálculo de Estructuras de Hormigón (en masa, armado y pretensado). Tomos I y II. INTEMAC. 1999

- J. Calavera. Cálculo de Estructuras de Cimentación. INTEMAC. 2000

Bibliografía de profundización

- Bhagwan D. Agarwal et al. Analysis and Performance of Fiber Composites. John Wiley and sons. 2006



- George E. Dieter. Mechanical Metallurgy. McGraw-Hill. 1988



- F.C. Campbell. Manufacturing Processes for Advanced Composites. Elsevier Ltd. 2004



- Isaac M. Daniel, Ori Ishai. Engineering Mechanics of Composite Materials. Oxford University Press. 1994