PROYECTO DOCENTE Ciencia y Resistencia de Materiales ...
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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
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- 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
Resistencia de Materiales
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
Resistencia de Materiales
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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