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Universidad Pública de Navarra
| Código: 247305 | Asignatura: BIOMECÁNICA DE LOS MEDIOS CONTINUOS | ||||
| Créditos: 6 | Tipo: Obligatoria | Curso: 3 | Periodo: 2º S | ||
| Departamento: Ingeniería | |||||
| Profesorado: | |||||
| MALVE ., MAURO (Resp) [Tutorías ] | |||||
Descripción/Contenidos
· Fundamentos básicos de la biomecánica del cuerpo humano y de su comportamiento así como de sus diferentes componentes y tejidos. Conceptos básicos de estática, cinemática, y dinámica aplicada al ser humano.
· Ecuaciones fundamentales de la estática. Concepto de equilibro. Aplicación a problemas sencillos de biomecánica. Aplicación de la teoría de la elasticidad a la biomecánica. Conceptos de tensión y deformación y de sus relación. Análisis del cálculo de las fuerzas internas que actúan sobre sistemas biomecánicos sencillos. Análisis y cálculo de las distribuciones de tensiones y deformaciones. Tracción-Compresión, torsión y flexión
Resultados aprendizaje
R1 - Conocer el concepto de medio continuo así como comprender los fundamentos biomecánicos de las diferentes articulaciones del cuerpo humano.
R2 - Ser capaz de aplicar y resolver las ecuaciones de la mecánica del sólido rígido al cuerpo humano.
R3 - Saber determinar la distribución de tensiones y de deformaciones en problemas sencillos de biomecánica
Metodología
| Metodología - Actividad | H. presenciales | H. no presenciales |
| A1. Clases teóricas | 30.0 | |
| A2. Prácticas y Trabajos en clase | 20.0 | |
| A3. Debates, puestas en común, tutorías grupos | 2.0 | |
| A4. Elaboración de trabajo | 10.0 | |
| A5. Lecturas de material | 30.0 | |
| A6. Estudio individual | 50.0 | |
| A7. Exámenes, pruebas de evaluación | 6.0 | |
| A8. Tutorías individuales | 2.0 | |
| Total | 60.0 | 90.0 |
Evaluación
| Resultados de aprendizaje |
Actividad de evaluación |
Peso (%) | Carácter recuperable |
Nota mínima requerida |
|---|---|---|---|---|
| R1, R2, R3 | Prueba Parcial Tema 1 | 10% | Sí | No |
| R1, R2, R3 | Prueba Parcial Tema 2 | 20% | Sí | No |
| R1, R2, R3 | Prueba Parcial Tema 3 | 10% | Sí | No |
| R1, R2, R3 | Examen Ordinario (tema 4, 5 y 6) | 55% | Sí | No |
| R1, R2, R3 | Practicas de ordenador: Modelado y Simulación de problemas de biomecánica | 5% | No | No |
EVALUACIÓN CONTINUA
La calificación final del examen ordinario depende del resultado obtenido en tres actividades: Pruebas Parciales, Prácticas y Examen.
TIPO DE PRUEBA
PESO EXAMEN 55%
PRUEBAS PARCIALES 40%
PRACTICAS 5%
Se realizarán 3 pruebas parciales que consisten en un ejercicio sobre cada uno de los primeros 3 temas de la asignatura. Las pruebas son exámenes de los primeros 3 temas desarrollados en la asignatura: Elasticidad (peso: 10%), Diagramas de Solicitaciones (peso: 20%), Tracción- Compresión (peso: 10%).
El examen ordinario consistirá en uno o mas ejercicios sobre los temas 4, 5 y 6 de la asignatura: Torsión (peso: 20%), Flexión (peso: 25%), Propiedades Mecánicas de los tejidos biológicos (peso: 10%). El peso del examen es independiente de los resultados de las pruebas parciales.
Las prácticas (peso 5%) se realizarán en aulas informáticas y se centrarán sobre modelos computacionales aplicado a la biomecánica. Se valorará la participación activa y el estudiante tendrá que realizar un informe tras la finalización de cada práctica. Las prácticas NO son recuperables.
REQUISITOS MÍNIMOS
La nota media de las pruebas se calculará sobre todas ellas (es decir, sobre las 3) y no sobre el número de pruebas realizadas. El peso específico de las pruebas parciales será del 40%, divididos en los 3 temas según detallado antes (Tema 1: 10%, Tema 2: 20%, Tema 3: 10%).
Las notas relativas a las pruebas parciales NO SERÁN RECUPERABLES en el examen ordinario pero SERÁN RECUPERABLES en el examen extraordinario.
EXAMEN FINAL EVALUACIÓN CONTINUA
Consiste en un examen único sobre los tres últimos temas de la asignatura: Tema 4: Torsión (peso: 20%), Tema 5: Flexión (peso: 25%), Tema 6: Propiedades Mecánicas de los tejidos biológicos (peso: 10%) cuyo peso específico total será entonces del 55% sobre la calificación final de la asignatura.
Para superar la asignatura es necesario cumplir la siguiente condición:
- obtener un mínimo de 5 puntos sobre 10 entre prueba parcial, prácticas y examen.
EXAMEN DE RECUPERACIÓN
Consiste en un examen único con contenido la totalidad de la materia de la asignatura, es decir los 6 temas, cuyo peso específico será del 95% sobre la calificación final de la asignatura. En esta fase, las tres pruebas parciales dejarán de tener valor mientras que la nota de las prácticas seguirá vigente ( peso especifico 5%). Los pesos de cada tema en el examen de recuperación podrían variar respecto del examen ordinario.
Para superar la asignatura es necesario cumplir las siguientes condiciones:
- obtener un mínimo de 5 puntos sobre 10 entre examen y prácticas.
Temario
TEMA 1: Elasticidad
- Concepto de sólido
Características
Esfuerzos (tipos)
Equilibrio elástico
1. Estado tensional en los sólidos elásticos:
- Vector tensión en un punto
Vector tensión en una dirección cualquiera
Equilibrio en el contorno
Invariantes
Información que se desprende
Casos particulares
2. Análisis de las deformaciones:
Significado de sus componentes
Direcciones principales. Ecuación característica
Componentes intrínsecas
Dualidad vector tensión y vector deformación
Información
Casos particulares
3. Relaciones entre la matriz de tensiones y la matriz de deformación:
Ensayo de tracción
Ley de Hooke. Módulo de elasticidad longitudinal E
Módulo de elasticidad transversal G
Relación E, G
TEMA 2: Diagramas de Solicitaciones
Diferencias entre la Tª de la Elasticidad y la Resistencia de Materiales
Características: centro de gravedad, área, momentos de inercia, momentos estáticos.
Relación entre las componentes de la matriz de tensiones y las solicitaciones
Principio de superposición
Principio de Saint-Venant
Coeficiente de simultaneidad
Ecuaciones de compatibilidad
TEMA 3. Tracción y compresión monoaxial
Tensiones. Hipótesis de Bernoulli
- Estado de deformaciones
Matriz de deformación
Desplazamientos
- Efecto de la temperatura
TEMA 4. Torsión
- Teoría Elemental. Sección circular maciza
Tensiones
Deformaciones - Angulo de giro.
TEMA 5. Flexión
1. Estado de tensiones:
- Relaciones entre la carga, el cortante y el momento flector
Equilibrio de la rebanada
Diagramas de solicitación
- Definición. Equilibrio elástico
Tipos de flexión
Convenio de signos
- Tensiones normales en flexión pura y simple
Hipótesis
Ley de Navier
Fibra neutra. Eje neutro
- Tensiones por esfuerzo cortante
Teorema de Collignon -Jourawski
Cortadura pura:
- Definición. Equilibrio elástico
Hipótesis
Tensiones
- Uniones
Causas de fallo
Unión atornillada
2. Análisis de deformaciones en flexión:
Energía de deformación
Ecuaciones de compatibilidad a flexión.
Principio de Trabajo Virtuales para el calculo de desplazamientos
TEMA 6. Propiedades mecánicas de los tejidos biológicos:
Viscoelasticidad
Modelos empíricos:
- Modelos de Kelvin-Voight
- Modelo de Maxwell
Respuesta del Material en función del tiempo
Comparación entre Elasticidad y Viscoelasticidad
Características comunes de los tejidos biológicos
Biomecánica del hueso
- Composición del hueso
- Propiedades mecánicas del hueso
Tendones y Ligamentos
Cartílago
Musculo
Programa de prácticas experimentales
Practicas de ordenador donde se realizarán modelos numéricos para la resolución de problemas de Biomecánica complejos
Bibliografía
Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.
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Fundamentals of Biomechanics: Equilibrium, Motion, and Deformation - Fourth EditionNihat Özkaya David Goldsheyder, Margareta Nordin. Springer.ISBN 978-3-319-44737-7, ISBN 978-3-319-44738-4 (eBook), DOI 10.1007/978-3-319-44738-4.
- "Elasticidad", Luis Ortiz Berrocal. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Superior de Ingenieros Industriales, 549pp, ISBN 84-481-2046-9.
- "Resistencia de Materiales", Luis Ortiz Berrocal. McGraw-Hill, 684pp, ISBN 84-7615-512-3
- "Mecánica de Materiales", Gere-Timoshenko. Grupo Editorial Iberoamericana, 825 pp, ISBN 968-7270-16-0.
- "Resistencia de Materiales", Manuel Vázquez. Editorial Noela, Madrid.
- "Ejercicios de Resistencia de Materiales", Begoña Calvo Calzada, Jesús Zurita Gabasa. Colección Textos Docentes, Prensas Universitarias de Zaragoza, 1996, 272pp, ISBN 84-7733-465-X.