Accesos directos a las distintas zonas del curso
Ir a los contenidos
Ir a menú navegación principal
Ir a menú pie de página
Subject code : 61044164
-Contenidos
1.0. Introducción: Introducción histórica, ensayos.
1.1. Cuerpo deformado,
1.2. Fuerza sobre un material.
1.3 Energía elástica.
1.4 Medios isótropos y anisótropos.
-Introducción al bloque temático
En este capitulo nos vamos a limitar a la teoría de la elasticidad lineal, que se construye en base a las siguientes aproximaciones: i) El material se considera como un cuerpo continuo libre de defectos microestructurales y, por tratarse de una teoría macroscópica, sólo es aplicable a distancias mayores que la distancia interatómica y ii) Las fuerzas de interacción entre las moléculas que componen el cuerpo son de corto alcance: una molécula sólo interacciona con sus vecinas más próximas. La teoría matemática de la elasticidad lineal trata de la relación entre el esfuerzo y la deformación, a una escala macroscópica utilizando constantes elásticas para caracterizar el comportamiento del material, que pueden determinarse experimentalmente por medio de ensayos mecánicos.
-Resultados del aprendizaje
Una vez realizado el estudio de los contenidos de este tema y llevadas a cabo las actividades propuestas, los estudiantes deberían:
Conocer y manejar la teoría matemática fundamental relativa a la elasticidad de cuerpos deformables en un régimen lineal.
2.1 Comportamientos lineales elástico y viscoso
2.2 Teoría clásica de la viscoelasticidad lineal.
La mayoría de los materiales reales son viscoelásticos. En ellos parte de la energía mecánica es almacenada durante el proceso, pero este almacenamiento va siempre acompañado por una disipación de parte de la energía mecánica en forma de calor. En este bloque temático se estudiará la ley de Newton relativa al comportamiento viscoso general, así como el formalismo de la teoría clásica de la Viscoelasticidad Lineal, que proporcionará las herramientas matemáticas (los módulos complejos) que permitirán el estudio de las propiedades mecánicas de diversos materiales más allá del régimen elástico.
Conocer y manejar las teoría matemática fundamental relativa a la viscoelasticidad de materiales.
3.1 El sólido anelástico estándar
3.2 Plasticidad y fluencia
3.3. Defectos y desorden
3.4. Defectos y propiedades mecánicas.
En esta sección trataremos los materiales puramente sólidos. En los libros de Ingeniería Mecánica suele considerarse que hay tres materiales básicos de interés: los metales, las cerámicas y los polímeros. Las propiedades de las que hablaremos en este capítulo se refieren a materiales de tipo cristalino, normalmente metales. Es decir, se tratarán las propiedades mecánicas de metales cristalinos, aunque en ciertos casos también puede aplicarse a otros materiales que conserven una estructura cristalina, como pueden ser cierto tipo de cerámicas.
En concreto, se tratará primero la el proceso de relajación anelástica a partir de la definición de sólido anelástico estándar. Veremos que las propiedades de la deformación plástica son consecuencia del mecanismo microscópico de la deformación, producido esencialmente por el movimiento de los defectos lineales denominados dislocaciones. Estudiaremos entonces los defectos lineales en sólidos cristalinos, para luego volver de nuevo, una vez que hayamos avanzado en el conocimiento de los defectos internos, a las propiedades mecánicas de los metales cristalinos.
Aprender cómo, en sólidos cristalinos, el comportamiento mecánico depende notablemente de los defectos internos del material.
4.1. Tipos de materiales
4.2. Técnicas de medición en materia blanda
4.3. Ejemplos de comportamiento mecánico.
En este capítulo se estudiarán materiales que se resisten a encajar en las clasificaciones anteriores de sólido y líquido. Materiales de este tipo son, entre otros, los siguientes: soluciones poliméricas, surfactantes, cristales líquidos, suspensiones coloidales, aerosoles, emulsiones y espumas. Todos ellos de gran importancia práctica en sectores tales como la industria química, petrolífera, o alimenticia.
Dada la complejidad y número de diferentes sustancias que se pueden englobar en este capítulo, se cambiará la estrategia de acercamiento. En el bloque anterior, al estudiar los sólidos, considerábamos todos los materiales de interés como sólidos cristalinos, omitíamos una descripción detallada de las técnicas experimentales más habituales, pero analizábamos con cierto detalle sus variaciones microestructurales (defectos), esenciales para entender ciertos comportamientos mecánicos fundamentales. Este tratamiento no es el adecuado en este tema debido a la propia diversidad de la materia blanda, algo que hace que no exista (de momento al menos) un marco teórico que permita su estudio teórico unificado. Por tanto, primero se definirá qué tipo de sustancias típicas pueden considerarse como fluidos complejos y se analizarán teóricamente de una forma accesible, si es posible. A continuación, se mostrarán algunas de las técnicas experimentales más típicas en materia blanda y, finalmente, se mostrarán los comportamientos mecánicos más llamativos de este tipo de materiales.
Iniciarse en el conocimiento de la llamada “materia blanda”, materiales que no son ni líquidos ni sólidos, de gran interés en aplicaciones tecnológicas de carácter interdisciplinar, como puede ser la biomedicina.
