template-browser-not-supported

Máster Universitario en Ciencia y Tecnología de Materiales

Estudia

Back Back

Propiedades Mecánicas de los Materiales

Código asignatura
MCITEM02-1-003
Curso
Primero
Temporalidad
Primer Semestre
Carácter
Obligatoria
Créditos
3
Pertenece al itinerario Bilingüe
No
Actividades
  • Prácticas de Aula/Semina (3 Hours)
  • Clases Expositivas (17.5 Hours)
  • Prácticas de Laboratorio (2 Hours)
Guía docente

La asignatura “Propiedades mecánicas de los materiales” del Máster Universitario en Ciencia y Tecnología de Materiales de la universidad de Oviedo, enmarcada en el módulo de “Propiedades y Caracterización de Materiales”, es una asignatura obligatoria y por lo tanto fundamental, dada la importancia que tienen las propiedades mecánicas en el contexto de la ciencia de los materiales.

En ella se estudiarán las principales propiedades mecánicas (resistencia a tracción, compresión, flexión y torsión; tenacidad; fatiga y fluencia), y se hará una pequeña introducción a los fenómenos de fragilización por hidrógeno e impresión 3D de metales. Además, se analizarán las superficies de fractura, aprendiendo a diferenciar comportamientos dúctiles y frágiles. Los contenidos de la asignatura tienen una componente de aplicación práctica muy importante, ya que las propiedades mecánicas determinan y condicionan el comportamiento del material ante las condiciones de servicio.

Las principales competencias que adquirirán los estudiantes que cursen esta asignatura son las siguientes:

- Capacidad para diferenciar el tipo de propiedades a exigirle a un componente en función de las condiciones de servicio para las que sea diseñado.

- Capacidad para determinar las propiedades mecánicas de los materiales a través de ensayos mecánicos.

- Capacidad para mejorar estas mismas propiedades mecánicas con objeto de obtener productos novedosos o con mejores prestaciones mecánicas, atendiendo a las nuevas técnicas de fabricación (impresión 3D).

- Capacidad para evaluar la integridad estructural de componentes industriales sometidos a la acción de cargas mecánicas y para predecir su vida útil en situaciones de fatiga, corrosión bajo tensión y fluencia.

- Capacidad para manejar la normativa y los equipamientos existentes para la ejecución de los ensayos mecánicos más característicos, incluidos los ensayos de fractura, fatiga y fluencia.

Las clases prácticas de laboratorio se impartirán en el laboratorio del Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica del Campus de Gijón, que cuenta con las máquinas de ensayos, microscopios y equipamiento necesarios para llevarlas a cabo. 

La asignatura “Propiedades mecánicas de los materiales” es una asignatura básica previa al estudio de los diferentes tipos o familias de materiales que se estudian en asignaturas optativas como “Aleaciones metálicas”, “Materiales cerámicos”, “Plásticos y materiales compuestos”, “Análisis de Fallo”, etc.

Dado que el Máster en Ciencia y Tecnología de Materiales pretende acoger estudiantes de procedencia diversa, que hayan cursado previamente grados en ciencias o en ingenierías, y tratándose además de una asignatura obligatoria, no se requiere requisito adicional alguno. Solo se presupone que cualquier alumno/a que acceda al Máster tiene unas nociones mínimas de ciencia de materiales.

Las competencias y resultados de aprendizaje se pueden resumir en:

Conocimientos

-Conocer los diferentes tipos de ensayos mecánicas que permitan la caracterización de los materiales.

-Conocer las relaciones existentes entre el comportamiento mecánico de los materiales y su microestructura.

-Conocer la posibilidad de alterar la microestructura de los materiales para mejorar sus prestaciones mecánicas.

-Conocer la forma de analizar la seguridad de componentes agrietados sometidos a cargas mecánicas.

-Conocer los ensayos normalizados existentes para caracterizar el comportamiento de los materiales en presencia de grietas.

-Conocer las leyes de comportamiento de los materiales en situaciones de fatiga, corrosión bajo tensión (CBT) y fluencia.

-Conocer la problemática de la fragilización por hidrógeno y maneras de contrarrestarla

-Conocer las diferencias fundamentales entre componentes metálicos obtenidos mediante procedimiento tradicionales y por impresión 3D.

-Reconocer el tipo de mecanismo de fractura (dúctil, frágil) a partir de la observación de las superficies de fractura.

Habilidades

- Ser capaces de realizar ensayos mecánicos mediante el manejo de las máquinas de ensayo y equipamientos científicos, que permita caracterizar mecánicamente diferentes familias de materiales e interpretar sus resultados.

-Optimizar mediante tratamientos superficiales el comportamiento mecánico de materiales metálicos, fundamentalmente cuando trabajan sometidos a cargas cíclicas (fatiga).

-Capacidad para cuantificar la seguridad de componentes agrietados bajo cargas reales de servicio.

-Calcular vidas de componentes en condiciones reales de servicio, bajo situaciones de fatiga, corrosión bajo tensión (CBT) y fluencia.

- Ser capaces de diferenciar el comportamiento dúctil o frágil de componentes fracturados.

Actitudes

-Responsabilidad: demostrar responsabilidad en el cumplimiento de tareas y compromisos.

-Autonomía: trabajar de manera independiente y tomar decisiones con iniciativa.

-Colaboración: trabajar eficazmente en equipo y contribuir al logro de objetivos comunes.

-Respeto: mostrar respeto hacia los demás, incluyendo diferentes opiniones, culturas y perspectivas.

-Ética profesional: actuar con integridad y ética en todas las actividades académicas y profesionales.

-Adaptabilidad: ser flexible y capaz de ajustarse a diferentes situaciones y entornos.

-Creatividad: pensar de manera innovadora y generar soluciones originales a problemas.

-Comunicación efectiva: expresar ideas de manera clara y concisa, tanto verbalmente como por escrito.

-Pensamiento crítico: analizar y evaluar la información de manera reflexiva y fundamentada.

-Resiliencia: superar desafíos y mantener una actitud positiva frente a la adversidad.

-Empatía: comprender y mostrar sensibilidad hacia las necesidades y sentimientos de los demás.

-Aprendizaje continuo: demostrar disposición para adquirir nuevos conocimientos y habilidades a lo largo de la vida.

Los contenidos de la asignatura “Propiedades mecánicas de los materiales” se han organizado con arreglo a los siguientes temas (teóricos y prácticos), que se desarrollarán en este mismo orden y planificación:

Tema 1. Resistencia mecánica a tracción. Ensayos de tracción en diferentes familias de materiales (4,5h)

Tema 2. Resistencia mecánica a compresión. Ensayo de compresión en diferentes familias de materiales (1,5h).

Tema 3. Resistencia mecánica a flexión. Ensayos de flexión en diferentes familias de materiales (3h).

Tema 4. Resistencia mecánica a torsión (1.5h).

Prácticas de Laboratorio. Caracterización de aleaciones metálicas (3h)

Tema 5. Tenacidad al impacto. Mecánica de la fractura elástica y elastoplástica (1,5h).

Prácticas de Laboratorio: ensayos de la tenacidad a fractura (1,5h)

Tema 6. Fatiga. Leyes descriptivas. Predicción de la vida a fatiga (3h).

Tema 7. Fragilización por hidrógeno (1,5h).

Tema 8. Introducción a la impresión 3D de metales (1,5h).

La organización de la asignatura se planteará de acuerdo a las siguientes metodologías docentes:

Presenciales

Clases expositivas

Prácticas de aula

Prácticas de laboratorio

Sesiones de evaluación

No presenciales

Trabajo autónomo

Trabajo en grupo

Las clases expositivas se apoyarán en los ensayos realizados en las sesiones prácticas de laboratorio, así como en la resolución de problemas durante las sesiones de prácticas de aula.

En las sesiones prácticas se utilizarán las máquinas de ensayos mecánicos, microscopios y equipos necesarios, con los que cuenta el Departamento de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica, en el Campus de Gijón.

La planificación temporal del contenido de la asignatura seguirá lo indicado en el apartado anterior.

Evaluación contínua

El alumno tendrá la posibilidad de acogerse a un método de evaluación continua según el programa que se detalla a continuación:

  • Asistencia y participación activa en las sesiones (20%)
  • Presentación de la caracterización mecánica de una aleación metálica (20%)
  • Examen escrito sobre los contenidos (teóricos y prácticos ) de la asignatura (60%).

NOTA: para poder aprobar la asignatura por evaluación continua es necesario obtener una calificación mínima de 4/10 puntos en el examen escrito, y la nota total debe superar el 5. 

Evaluación tradicional

La evaluación de los alumnos que no hayan superado la asignatura mediante la evaluación continua o que no se hayan acogido a ella, se llevará a cabo mediante un examen final, que constará de ejercicios y cuestiones sobre el contenido completo del curso (clases teóricas y prácticas). La superación de la asignatura en estos exámenes exigirá una calificación mínima de 5 puntos sobre un total de 10.

Evaluación diferenciada

Los alumnos que se acojan a la evaluación diferenciada, realizarán un examen final, que constará de ejercicios y cuestiones sobre el contenido completo del curso disponible en el campus virtual. La superación de la asignatura en estos exámenes exigirá una calificación mínima de 5 puntos sobre un total de 10.

Este mecanismo de evaluación diferenciada podrá ser sutituido por otro mecanismo de evaluación, específico para cada alumno, en virtud del artículo 7 del Reglamento de evaluación de la Universidad de Oviedo.

Como material fundamental del curso se utiliza un texto o apuntes elaborados por los profesores de la asignatura que recoge los contenidos esenciales de la misma. También se utiliza un conjunto de ejercicios o problemas, parte de los cuales se desarrollarán en las clases prácticas de aula y otra parte deberá ser resuelta a lo largo del curso por los estudiantes y formará parte de su trabajo individual.

Además, los estudiantes podrán utilizar libros especializados de consulta disponibles tanto en la biblioteca general del campus de Gijón como en el seminario del departamento de Ciencia de los Materiales, como por ejemplo:

- Anderson T.L., Fracture mechanics. Fundamentals and applications, CRC press Inc., EEUU (1991).

- Banantine J.A., Comer J.J. y Handrock J.L., Fundamentals of metal fatigue analysis, Prentice-Hall Inc. EEUU (1990).

- Broek D., The practical use of fracture mechanics, Kluwer Academia Pub., Holanda (1989).

- Dowling N.E., Mechanical behaviour of materials, Pearson Education, EEUU (2007)

- Elices M., Mecánica de la fractura aplicada a sólidos elásticos bidimensionales, Universidad Politécnica de Madrid (1995).

- Ewalds H.L. y Wanhill R.J.H., Fracture mechanics, Edward Arnold Pub., Holanda (1985).

- Hertzberg R.W., Deformation and fracture mechanics of engineering materials, John Wiley & Sons, EEUU (1989)

- Rolfe S.T y Barsom J.M., Fracture and fatigue control in structures, Butterworths-Heinemann, EEUU (1999).

Finalmente, los estudiantes podrán también acceder a información telemática, utilizando los ordenadores de las bibliotecas de la Universidad de Oviedo disponibles a tal efecto.