Cinvestav Querétaro

Propiedades mecánicas

Objetivo: consolidar conceptos fundamentales de diferentes aspectos de la mecánica de materiales (cuerpos rígidos, sólidos deformables, relaciones esfuerzos deformación, fractura y contacto).

  1. Introducción a la mecánica de materiales

        1.1. Objeto de la resistencia de materiales

        1.2. Principios generales de sólidos elásticos

        1.3. Requerimientos exteriores: sustentaciones, fuerzas de reacción, ligaduras

        1.4. Solución de aspectos mecánicos en estructuras mecánicas

        1.5. Tipos de ensayos mecánicos

        1.6. Comportamiento dúctil vs. frágil

        1.7. Concepto de esfuerzo y tipos de esfuerzo

        1.8. Concepto de deformación y tipos de deformación

        1.9. Unidades de esfuerzo y deformación

  1. Teoría de elasticidad

2.1 Descripción de esfuerzo y deformación en un punto.

2.2 Estado de esfuerzo en 2-dimensiones (esfuerzo plano)

2.3 Ecuaciones de transformación para esfuerzo plano

2.4 Planos y esfuerzos principales, convención de signos

2.5 Círculo de Mohr de esfuerzos: 2- y 3- dimensiones

2.6 Descripción de deformación en un punto (deformación plana)

2.7 Ecuaciones de transformación para deformaciones

2.8 Análisis de deformaciones

2.9 Círculo de Mohr de deformaciones

2.10 Ley de Hooke generalizada

2.11 Relaciones mecánicas, régimen elástico.

2.12 Cálculo de esfuerzos a partir de deformaciones elásticas

2.13 Elasticidad en materiales compuestos

  1. Teoría de Plasticidad

            3.1 Definición de plasticidad, deformación plástica en materiales cristalinos

            3.2 Evidencias microestructurales de plasticidad, líneas de deslizamiento, maclas

            3.3 Relaciones esfuerzo-deformación en la región elástica, la curva de Flujo

            3.4 Esfuerzos y deformaciones reales

            3.5 Criterios de cedencia para metales dúctiles

            3.6 Mecanismos de reforzamiento

            3.7 Efecto Bauschinger

            3.8 Teoría de plasticidad: Propiedades del tensor de esfuerzos

            3.9 Ecuaciones Levy-Mises (sólido ideal plástico)

3.10 Ley de Schmid, resistencia teórica de materiales

3.11 Esfuerzo cortante teórico para un plano de deslizamiento

3.12 Dislocaciones

3.13 Criterios de cedencia isotrópicos (Tresca, Von Mises)

3.14 Cedencia bajo esfuerzos combinados

3.15 Anisotropía de la cedencia

3.16 Relaciones constitutivas sobre plasticidad: Relaciones Hall-Petch y Taylor

3.17 Escalas asociadas a fenómenos de plasticidad

  1. Mecánica de contacto

            4.2. Contacto elástico: Ecuaciones de Hertz

            4.3. Clasificación de escalas y ensayos de dureza

            4.4. Relación entre dureza y la curva de fluencia

            4.5. Contacto elastoplástico,

            4.6. Flujo plástico en 2 dimensiones en un campo de contacto

            4.7. Teoría de campo de líneas de deslizamiento (SLF)

            4.8. Contacto y cedencia. Factores de restricción

            4.9. Modelo de Oliver & Pharr en indentación instrumentada

4.10 Modelos de análisis: Geometrías de indentación, otros modelos

4.11 Modelos de análisis de propiedades mecánicas en películas delgadas

  1. Mecánica de fractura lineal elástica

            5.1. Concentración de esfuerzos asociados a una grieta

            5.2. Definición y tipos de fractura

            5.3. Mecánica de Fractura lineal elástica

            5.4. Conceptos generales de fractura frágil

            5.5. Resistencia de cohesión teórica (Fractura), criterio de Orowan

            5.6. Balance de energía, demostración de la ecuación de Griffith

            5.7. Propagación de grietas en campos de contacto

            5.8. Conceptos prácticos de la tenacidad a la fractura

            5.9. Determinación experimental del factor de intensidad de esfuerzos KIC

5.10 Aspectos metalográficos de la fractura

5.11 Método de Weibull aplicado a la evaluación estadística de la resistencia mecánica de materiales.

 

Referencias:

R1. W. Riley, L. Sturges, D. Morris. Mechanics of materials, 6ta Ed. J. Wiley & Sons (2007).

R2. G. E. Dieter. Mechanical Metallurgy, 3ra. Ed. McGraw-Hill (1988).

R3. A.P. Boresi, R.J.Schmidt. Advanced Mechanics of Materials, J. Wiley & Sons Inc. (1993).

R4. B. Lawn. Fracture of Brittle Solids, Cambridge U. Press. (1993).

R5. K.L. Johnson. Contact Mechanics, Cambridge U. Press (1997).

R6 A. Fischer Cripps. Introduction to Contact Mechanics, 2da. Edición, Springer (2007).

R7. A. Fischer Cripps. Nanoindentation, Springer (2011).

Certificación ISO 9001/2015 Laboratorios Nacionales