Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa

Módulo/Materia

Módulo de especialización en mecánica  / Ingeniería mecánica avanzada

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Descripción/Contenidos

Esta asignatura es la continuación natural de las asignaturas de grado: Ciencia de Materiales, Tecnología de Materiales y Metalurgia y Metalotecnia. Durante el grado apenas ha habido ocasión de profundizar en un aspecto tan crítico de los materiales como es su comportamiento en servicio. Este es quizás el punto más importante para un ingeniero industrial, ya que todo el conocimiento adquirido durante el grado debe ser aprovechado en el momento de la toma de decisiones sobre la elección de materiales. Entender el comportamiento en servicio de los materiales y poder predecir cuál va a ser su respuesta al desgaste, la fractura o la corrosión es indispensable para poner en práctica los conocimientos sobre materiales y sus propiedades. Esta asignatura capacita para entender los problemas de fractura dúctil y frágil, fatiga, termofluencia, desgaste, fricción, corrosión y oxidación, así como el daño por radiaciones, y proporciona información sobre técnicas de medición y control, criterios de elección y tratamientos protectores.

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Descriptores

Fatiga y fractura de materiales metálicos. Termofluencia. Corrosión de materiales metálicos. Fricción y desgaste de materiales metálicos. Deterioro por radiación.

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Competencias genéricas

CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación

CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio

CB8 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios

CB9 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades

CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

CG6 - Gestionar técnica y económicamente proyectos, instalaciones, plantas, empresas y centros tecnológicos.

CG7 - Poder ejercer funciones de dirección general, dirección técnica y dirección de proyectos I+D+i en plantas, empresas y centros

tecnológicos.

CG8 - Aplicar los conocimientos adquiridos y resolver problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más

amplios y multidisciplinares.

CG9 - Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria en el ejercicio de la profesión de Ingeniero Industrial.

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Competencias específicas

CEM1: Que los estudiantes posean conocimientos fundamentales sobre las bases teóricas, físicas y químicas de la naturaleza, propiedades y comportamiento de los materiales.

CEM3: Que los estudiantes conozcan y sepan aplicar modelos teóricos y herramientas físicas y matemáticas (incluyendo simulaciones numéricas) al diagnóstico y resolución de problemas, tanto de materiales como de procesos de fabricación.

CEM4: Que los estudiantes conozcan y sepan aplicar las técnicas experimentales necesarias para el análisis y caracterización de los materiales y su comportamiento en servicio.

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Resultados aprendizaje

R1 Conocimientos sobre fatiga y fractura de materiales metálicos.

R2 Capacidad para el análisis de fenómenos de oxidación y corrosión.

R3 Conocimientos de fricción y desgaste de materiales metálicos.

R4 Conocimiento de los procesos de deterioro por radiación en materiales metálicos

R5 Conocimientos acerca de los tratamientos útiles en la prevención de los procesos de deterioro de piezas metálicas

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Metodología

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Idiomas

Castellano

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Evaluación

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Temario

BLOQUE TEMÁTICO 1. MECÁNICA DE LA FRACTURA.

TEMA 1. Introducción a la mecánica de la fractura. Evolución histórica. Aproximación energética a la mecánica de la fractura. Análisis de fallos asociados a la mecánica de la fractura.

 TEMA 2. Aproximación tensional a la mecánica de la fractura. Ensayo para la determinación del factor de intensidades crítico.

TEMA 3. Concepto de integral J. Ensayo para la determinación de la integral J. Ensayo COD. Ensayo de impacto.

TEMA 4. Procedimiento de integridad estructural FITNET. Utilización del programa VINDIO.

TEMA 5. Rotura dúctil y rotura frágil. Micromecanismos de fallo. Relación entre la microestructura de los materiales metálicos y la tenacidad.

TEMA 6. Fatiga de materiales metálicos desde el punto de vista de la mecánica de la fractura. Ley de París.

BLOQUE TEMÁTICO 2. COMPORTAMIENTO SERVICIO DE LOS MATERIALES METÁLICOS ALTAS TEMPERATURAS

TEMA 7. Termofluencia de materiales metálicos. Estudio de casos de fallos en servicio asociados al termofluencia.

 TEMA 8.  Oxidación a elevadas temperaturas. Cinéticas de oxidación de materiales metálicos. Materiales resistentes a elevadas temperaturas.

BLOQUE TEMÁTICO 3. CORROSIÓN DE MATERIALES METÁLICOS

TEMA 9.  Introducción a la corrosión. Ambientes corrosivos. Causas y tipos de corrosión.  Ensayos de corrosión.

TEMA 10.  Corrosión inducida por el ambiente. Corrosión bajo tensión. Fragilización  por hidrógeno.

BLOQUE TEMÁTICO 4. FRICCIÓN Y DESGASTE DE MATERIALES METÁLICOS.

TEMA 11. Tribología: Fricción y desgaste en materiales metálicos. Métodos de ensayo. Lubricación.

TEMA 12. Desgaste adhesivo suave y severo. Mapas tribológicos. Fretting. Tratamientos.

TEMA 13. Desgaste abrasivo. Erosión. Cavitación. Tratamientos.

BLOQUE TEMÁTICO 5. DETERIORO POR RADIACIÓN DE LOS MATERIALES METÁLICOS.

TEMA 14. Deterioro por radiación. Tipos de radiación y su interacción con los materiales. Activación. Creación de defectos.

TEMA 15. Cambio de propiedades de los materiales por efecto de la radiación. Afectación de propiedades mecánicas. Swelling. Afectación de su resistencia a la corrosión. Aleaciones especiales para uso en entornos con radiación.

PRÁCTICAS.

• Evaluación de  la resistencia a la corrosión de diferentes recubrimientos mediante la realización de ensayos de corrosión acelerados y ensayos electroquímicos.
• Evaluación propiedades tribológicas midiendo  la resistencia a la abrasión mediante el ensayo Taber y coeficientes de fricción mediante tribómetro.
• Análisis de comportamiento en servicio utilizando el programa de análisis de integridad estructural VINDIO.
• Selección de materiales utilizando el programa Edupark.
• Visitas a diferentes empresas y centros tecnológicos.

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.

BIBLIOGRAFIA BASICA

[AND94]     Fracture mechanics fundamentals and applications.

T.L.Anderson.

CRC Editors, 1994.

[BRO91]      Elementary engineering fracture mechanics.

D.Broek.

Kluwer Academic Publishers, 1991

[OTE12]      Corrosión y degradación de materiales.

Enrique Otero.

Editorial Síntesis, 2012.

[PUE10]      Tecnología de Superficies en Materiales

José Antonio Puértolas, Ricardo Ríos, Miguel Castro y J. M. Casals Ed.

Editorial Síntesis, 2010.

[VAZ00]      Ciencia e Ingeniería de la Superficie de los Materiales Metálicos.

A. J. Vázquez y J. J. De Damborenea, Ed.

CENIM - CSIC, 2000.

BIBLIOGRAFIA AVANZADA

[BHU91]     Handbook of Tribology

B. Bhushan & B. K. Gupta

Mc Graw-Hill, 1991

[HER89]      Deformation and fracture mechanics of engineering materials.

John Wiley & Sons

R.W.Hertzberg , 1989.

[HUT92]     Tribology

I. M. Hutchings

Arnold, 1992.

[LUD96]      Friction, Wear, Lubrication: A Textbook in Tribology

K. Ludema

CRC Press, 1996

[RAB95]      Friction and Wear of Materials

E. Rabinowicz

John Wiley & Sons, 1995 (2nd edition).

[SAR99]      Desgaste de Metales

A.D. Sarkar

Limusa, 1999.

[WIL94]      Engineering Tribology

J.A. Williams

Oxford, 1994.

[WAS00]     Fundamentals of Radiation Materials Science. Metals and alloys.

G.S.Was

Springer, 2007

Además, se recomienda la consulta de las siguientes revistas científico-técnicas orientadas al análisis y estudio de los fallos en componentes metálicos ingenieriles:

"Engineering Failure Analysis" - Elsevier, Acceso Directo desde la biblioteca de la UPNA.

"Case Studies in Engineering"- Elsevier, Acceso Directo desde la biblioteca de la UPNA.

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Lugar de impartición

Campus Arrosadía

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