PROYECTO DOCENTE Ciencia y Resistencia de Materiales

Datos básicos de la asignaturaTitulación: Grado en Ingeniería de la Salud por la Univ. de Málaga y la Univ.de SevillaAño plan de estudio: 2011

Curso implantación: 2017-18Centro responsable: E.T.S. Ingeniería Informática

Nombre asignatura: Ciencia y Resistencia de MaterialesCódigo asigantura: 2260032Tipología: OPTATIVACurso: 3Periodo impartición: Segundo cuatrimestre

Créditos ECTS: 6Horas totales: 150Área/s: Ciencias de Materiales e Ingeniería Metalúrgica

Mecánica de Medios Continuos y T. de EstructurasDepartamento/s: Ingeniería y C. Materiales y Transporte

Mecánica Med.Continuos y Teoría Estruct.

Coordinador de la asignatura

CORREA MONTOTO ELENA

Profesorado

Profesorado del grupo principal:

CORREA MONTOTO ELENA

SANCHEZ CABALLERO EDUARDO

Profesorado de otros grupos de la asignatura:

SANCHEZ CARMONA SERAFIN

Objetivos y competencias

OBJETIVOS:

? Conocer los principales tipos de materiales (materiales metálicos, cerámicos, moleculares,

poliméricos y compuestos) y sus características.

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Ciencia y Resistencia de Materiales

Clases Teoricas-Practicas de Ciencia y Resistencia de los Materiales

CURSO 2020-21

Última modificación 20/07/2020 Página 1 de 14

- Conocer la estructura interna, a nivel atómico, de los principales tipos de materiales.

- Conocer la relación existente entre las propiedades de un material y su microestructura y sus

propiedades mecánicas, eléctricas, térmicas y magnéticas a nivel macroscópico.

- Conocer las principales herramientas para el diseño y selección de materiales.

- Comprender los fundamentos de la mecánica del sólido deformable.

- Asimilar los conceptos de fuerzas y desplazamientos, tensión y deformación, esfuerzos y

momentos.

- Conocer las diferentes ecuaciones que relacionan los conceptos anteriores así como su

justificación.

- Conocer las hipótesis y los principales conceptos de la Resistencia de Materiales.

- Desarrollar la intuición del alumno hacia la predicción del comportamiento mecánico.

- Conocer de forma básica las herramientas numéricas disponibles para la evaluación mecánica de

elementos con función mecánico-resistiva.

- Desarrollar la capacidad de diseñar elementos con función mecánico-resistiva.

COMPETENCIAS:

Competencias específicas:

De acuerdo a la memoria de verificación de la titulación, esta asignatura desarrolla la siguiente

competencia específica:

CE-IM-01: Conocimiento de los fundamentos del comportamiento de los materiales, en cuanto a

ciencia, tecnología y química de materiales (microestructura, procesado y propiedades) y en cuanto

a los principios básicos de resistencia de materiales.

Competencias genéricas:

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De las competencias generales que se enumeran en la memoria de verificación de la titulación, esta

asignatura desarrolla las siguientes:

CG03: Capacidad para aplicar conocimientos de ciencias y tecnologías básicas a

sistemas médicos y biológicos.

CG04: Capacidad para diseñar sistemas, dispositivos y procesos para su uso en aplicaciones

médicas, de atención sanitaria o biológicas.

Contenidos o bloques temáticos

Bloque I. Ciencia de Materiales:

1.1. La estructura atómica de los materiales

1.2. Defectos cristalinos

1.3. Diagramas de equilibrio

1.4. Clasificación, estructura atómica y diagramas de fase de aleaciones metálicas

1.5. Materiales cerámicos

1.6. Materiales poliméricos

1.7. Corrosión

1.8. Propiedades físicas (térmicas, eléctricas y ópticas) de los biomateriales

Bloque 2. Elasticidad y Resistencia de Materiales:

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2.1. El problema elástico

2.2. Simplificaciones geométricas: La resistencia de materiales

2.3. Cargas externas y esfuerzos internos, equilibrio interno en esos términos

2.4. Diseño estructural: fundamentos (incluye criterios de fallo, rigidez y resistencia)

2.5. Mecánica de la fractura

2.6. Fatiga y tolerancia al daño

2.7. Elementos finitos

Relación detallada y ordenación temporal de los contenidos

BLOQUE I. Ciencia de Materiales:

TEMA 1.1. LA ESTRUCTURA ATÓMICA DE LOS MATERIALES (2 horas)

Introducción: relación entre estructura interna y propiedades. Clasificación de los materiales.

Orden-desorden. Estructura cristalina. Notación cristalográfica: Índices de Miller. Características de

una estructura cristalina. Estructuras BCC, FCC y HCP. Sistemas de deslizamiento. Soluciones

Sólidas.

TEMA 1.2. DEFECTOS CRISTALINOS (2 horas)

Defectos puntuales y lineales. Difusión. Deformación de metales.

TEMA 1.3. DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO (3 horas)

Introducción. Concepto de sistema, componentes, fases y constituyentes. Regla de las fases.

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Diagramas binarios. Regla de la palanca. Diagramas con solubilidad total en estado líquido y sólido.

Concepto de Transformación invariante. Diagramas con solubilidad en estado líquido e insolubilidad

total en estado sólido. Transformación eutéctica. Diagramas con solubilidad total en estado líquido y

parcial en estado sólido. Transformación eutectoide. Transformación peritéctica.

TEMA 1.4. CLASIFICACIÓN, ESTRUCTURA ATÓMICA Y DIAGRAMAS DE FASE DE

ALEACIONES METÁLICAS. (4 horas)

Clasificación de materiales metálicos. Diagramas de fases para biomateriales metálicos. Algunos

tratamientos térmicos.

TEMA 1.5. MATERIALES CERAMICOS (2,5 horas)

Compuestos iónicos. Vidrios cerámicos. Vidrios bioactivos. Diagramas de materiales cerámicos

para aplicaciones biomédicas.

TEMA 1.6. MATERIALES POLIMÉRICOS (2,5 horas)

Definición de polímero. Grado de polimerización. Peso molecular medio. Tipos de polímeros

Termoplásticos. Termoendurecibles. Elastómeros.

TEMA 1.7. CORROSIÓN (2 horas)

Consideraciones electroquímicas. Cinética de la corrosión. Formas de corrosión. Prevención de la

corrosión

TEMA 1.8. PROPIEDADES FÍSICAS (TERMICAS, ELÉCTRICAS y ÓPTICAS) DE LOS

BIOMATERIALES. (4,5 horas)

BLOQUE 2. Elasticidad y Resistencia de Materiales:

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TEMA 2.1. EL PROBLEMA ELÁSTICO (8 horas)

Tensiones y equilibrio. Deformaciones y compatibilidad. Leyes de Comportamiento. Condiciones de

contorno. Resumen del planteamiento del problema elástico.

TEMA 2.2. ELEMENTOS FINITOS (4 horas)

Introducción a los fundamentos de los elementos finitos. Principales aplicaciones informáticas

disponibles. Ejemplos. Tratamiento de resultados.

TEMA 2.2. SIMPLIFICACIONES GEOMÉTRICAS: LA RESISTENCIA DE MATERIALES (2 horas)

Introducción a la resistencia de materiales y su utilidad. Simplificaciones geométricas habituales:

Barras, placas y láminas. Ejemplos biológicos e industriales donde se puede asumir cada una de las

tipologías.

TEMA 2.3. CARGAS EXTERNAS Y ESFUERZOS INTERNOS, EQUILIBRIO INTERNO EN ESOS

TÉRMINOS (4.5 horas)

Esfuerzos y momentos: axil, flector y cortante. Equilibrio interno en función de estos esfuerzos y

momentos. Relación entre las magnitudes geométricas que definen la sección y su respuesta

elástica frente a los principales esfuerzos: Area, inercias, perfiles cerrados.

TEMA 2.4. DISEÑO ESTRUCTURAL: FUNDAMENTOS (INCLUYE CRITERIOS DE FALLO,

RIGIDEZ Y RESISTENCIA) (2 horas)

Criterios en el diseño estructural: Criterios de resistencia frente al fallo o colapso de la estructura.

Criterios de rigidez: Deformación en servicio compatible con la función de la estructura. Tolerancia

al daño.

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TEMA 2.5. MECÁNICA DE LA FRACTURA, FATIGA Y TOLERANCIA AL DAÑO (2 horas)

Introducción a la mecánica de la fractura. Grietas en elementos estructurales. Modos de crecimiento

de una grieta. Criterio de Griffith para la propagación de una grieta. Introducción al fenómeno de la

fatiga. Propagación de grietas a fatiga: Curva S-N. Cálculo de tiempo de vida hasta el fallo. Métodos

para la parada de grietas a fatiga.

Actividades formativas y horas lectivas

Actividad Créditos Horas

B Clases Teórico/ Prácticas 4,5 45

E Prácticas de Laboratorio 1,2 12

G Prácticas de Informática 0,3 3

Metodología de enseñanza-aprendizaje

Clases teóricas

Las clases teóricas constarán de:

- Clases magistrales: Los profesores desarrollarán los principales conceptos de la asignatura

potenciando un diálogo activo con los alumnos que permita evaluar la evolución en la asimilación de

los conceptos.

- Clases de problemas: Los profesores resolverán problemas relacionados con los conceptos

desarrollados en las clases magistrales. El objetivo principal de estos problemas es desarrollar la

habilidad de aplicar de forma práctica los conceptos claves de la asignatura.

- Trabajo no presencial del alumno:

Prácticas de Laboratorio

Las prácticas de laboratorio se desarrollarán en las instalaciones de los dos departamentos

involucrados en la E.T.S. de Ingeniería. Las prácticas se enfocarán a aquellos conceptos o

resultados científicos que requieren demostración experimental así como a mostrar la vertiente

práctica de los fundamentos introducidos en las clases magistrales.

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Prácticas informáticas

Las prácticas informáticas tratarán de introducir al alumno a las herramientas informáticas que se

utilizan actualmente en la evaluación práctica de las magnitudes que intervienen en la asignatura.

Sistemas y criterios de evaluación y calificación

El examen escrito evaluará el nivel de comprensión del alumno de los fundamentos introducidos a

lo largo de todas las actividades docentes de las que consta la asignatura. El examen pondrá

especial hincapié en medir la habilidad adquirida de aplicar los fundamentos a casos prácticos así

como la capacidad de reflexionar en los términos propios de las disciplinas propias de la asignatura.

De forma alternativa a este examen, los alumnos podrán aprobar mediante exámenes y actividades

de evaluación continua.

La asistencia a las prácticas será condición necesaria para que la asignatura sea aprobada, sin

perjuicio de la normativa de justificación aplicable en cada caso.

Criterios de calificación del grupo

Para aprobar la asignatura es necesario aprobar las pruebas relativas a los dos bloques por

separado. Una vez superados ambos bloques la calificación se obtendrá mediante la ponderación a

partes iguales de la calificación en ambos bloques.

PLAN DE CONTINGENCIA PARA EL CURSO 2020-2021

Escenario A (semipresencial): Se combinarán la docencia presencial y telemática siguiendo las

directrices que marquen los órganos competentes. En el caso de las clases teórico-prácticas

telemáticas, se retransmitirán en directo a través de la plataforma Blackboard Collaborate Ultra

disponible en la plataforma de EV en el horario regular de la asignatura.

En el caso de que las prácticas de laboratorio e informáticas no puedan realizarse en formato

presencial se sustituirán por sesiones de práctica telemática en formato síncrono (a través de

Blackboard Collaborate Ultra) o asíncrono (mediante vídeos y documentación en EV) según el caso,

con el aporte de información complementaria según corresponda. La convocatoria de dichas

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prácticas se realizará también a través de la plataforma de EV.

En el caso de las tutorías éstas se llevarán a cabo preferentemente por correo electrónico y, en el

caso de considerarse necesario, podrán establecerse también sesiones de tutoría a través de

Blackboard Collaborate Ultra, MS Teams u otra herramienta similar.

Las pruebas de evaluación alternativa de la asignatura se realizarán en forma presencial siempre

que las circunstancias y los medios de los que se dispongan así lo permitan. En el caso de que se

realicen de forma telemática, éstas se llevarán a cabo a través de la plataforma Blackboard

Collaborate Ultra. La convocatoria y contenido de dichas pruebas se anunciará con antelación

suficiente a los alumnos a través de Enseñanza Virtual.

En caso de que los exámenes de las diferentes convocatorias oficiales no puedan realizarse de

forma presencial se llevarán a cabo de forma telemática a través de la plataforma Blackboard

Collaborate Ultra. La convocatoria y contenido de dichas pruebas se anunciará con antelación

suficiente a los alumnos a través de Enseñanza Virtual.

Escenario B (no presencial): Las clases teórico-prácticas presenciales se sustituirán por clases

telemáticas síncronas mediante la herramienta Blackboard Collaborate Ultra disponible en la

plataforma de EV en el horario regular de la asignatura. A la documentación complementaria

habitual aportada a los alumnos en cursos presenciales se suma ahora material específicamente

elaborado para ayudar a los alumnos en el proceso de aprendizaje de la asignatura en este formato

íntegramente telemático.

Las prácticas de laboratorio e informáticas se sustituirán por sesiones de práctica telemáticas en

formato síncrono (a través de Blackboard Collaborate Ultra) o asíncrono (mediante vídeos y

documentación en EV) según el caso, con el aporte de información complementaria según

corresponda. La convocatoria de dichas prácticas se realizará también a través de la plataforma de

EV.

Las tutorías se llevarán a cabo preferentemente por correo electrónico y, en caso de considerarse

necesario, podrán establecerse también sesiones de tutoría a través de Blackboard Collaborate

Ultra, MS Teams u otra herramienta similar.

Todas las pruebas de evaluación se llevarán a cabo de forma telemática a través de la plataforma

Blackboard Collaborate Ultra. La convocatoria y contenido de dichas pruebas se anunciará con

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antelación suficiente a los alumnos a través de Enseñanza Virtual.

Horarios del grupo del proyecto docente

https://www.informatica.us.es/index.php/horarios

Calendario de exámenes

https://www.informatica.us.es/index.php/calendario-de-examenes

Tribunales específicos de evaluación y apelación

Presidente: ELENA CORREA MONTOTO

Vocal: EDUARDO SANCHEZ CABALLERO

Secretario: LUIS ARISTIDES TAVARA MENDOZA

Suplente 1: LAUREANO SORIA CONDE

Suplente 2: JOSE ANTONIO REINOSO CUEVAS

Suplente 3: ISABEL MONTEALEGRE MELENDEZ

Bibliografía recomendada

INFORMACIÓN ADICIONAL

Bibliografia general

Introducción a la Ciencia de Materiales para Ingenieros

Autores: J. F. Shackelford, A. Guëmes

Edición: 2005

Publicación: Prentice Hall

ISBN: 84-205-4451-5

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Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Volumen I y II.

Autores: W.D. Callister Jr.

Edición: 2009

Publicación: Reverté

ISBN: 978-607-5-00025-1

Ciencia e Ingeniería de los Materiales

Autores: D.R. Askeland

Edición: 2001

Publicación: Paraninfo

ISBN: 84-9732-016-6

The Science and Engineering of Materials.

Autores: D.R. Askeland, P.P. Phulé

Edición: 2003

Publicación: Brooks

ISBN: 0-53495373-5

Biomecánica del sistema musculoesquelético

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Autores: M. Nordin, V.H. Frankel

Edición: 2001

Publicación: McGraw-Hill - Interamericana

ISBN: 0-683-30247-7

Resistencia de Materiales

Autores: Timoshenko - James G. Gere

Edición: 2002

Publicación: Thomson

ISBN: 84-9732-065-4


Autores: V.I. Feodosiev

Edición: 1997

Publicación: URSS

ISBN: 9785884170346

Biomecánica funcional: cabeza, tronco, extremidades. Bases anatómicas, estabilidad, movilidad,

tensiones

Autores: M. Dufour, M. Pillu

Edición: 2006

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Publicación: Elsevier Masson

ISBN: 978-8445816455

Bibliografía específica

Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales

Autores: W.F. Smith, J. Hashemi

Edición: 2006

Publicación: Mc Graw-Hill - Interamericana

ISBN: 970-10-5638-8

Teoría de la Elasticidad

Autores: F. París

Edición: 2000

Publicación: Ed. ETSII de la Universidad de Sevilla. Sevilla

ISBN: 84-88783-33-7


Autores: L. Ortiz Berrocal

Edición: 2007

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Publicación: McGraw-Hill - Interamericana

ISBN: 9788448156336

Fractura mecánica. Un enfoque global

Autores: S. Oller

Edición: 2001

Publicación: Edcions UPC

ISBN: 84-89925-76-3

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Documents

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