Última actualización: 17/05/2019


Curso Académico: 2019/2020

Materiales Compuestos Avanzados
(17145)
Titulación: Máster Universitario en Ciencia e Ingeniería de Materiales (79)
Escuela de Ingeniería y Ciencias Básicas


Coordinador/a: MOLINA ALDAREGUIA, JON MIKEL

Departamento asignado a la asignatura: Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales e Ingenieria Química

Tipo: Obligatoria
Créditos: 3.0 ECTS

Curso:
Cuatrimestre:




Materias que se recomienda haber superado
Ninguna
Competencias que adquiere el estudiante y resultados del aprendizaje.
COMPETENCIAS 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. CG1, Comprender la problemática implicada en la Ciencia e Ingeniería de Materiales en un contexto industrial y de investigación CG3, Desarrollar capacidades de trabajo en equipo en un contexto de investigación CG4, Desarrollar la capacidad para aplicar los conocimientos adquiridos a la investigación y desarrollo de nuevos materiales o en tecnologías para su procesado en sectores estratégicos. CG5, Compaginar el interés por innovar y rentabilizar los procesos, con la necesidad de hacerlo de forma respetuosa con el medio ambiente CG6, Adquirir las habilidades necesarias para defender un proyecto de investigación y sus resultados CG7, Desarrollar estrategias creativas y de toma de decisiones frente a problemas relacionados con los materiales, su diseño, fabricación y comportamiento. CE1, Conocer las tendencias más actuales en el mundo de los materiales en cuanto a su formulación e identificar las potenciales ventajas que pueden ofrecer frente a materiales más tradicionales CE2, Diseñar vías de optimización en las propiedades de los diferentes materiales para aplicaciones concretas a través de modificaciones en su estructura y composición CE3, Conocer sistemas de procesado y síntesis avanzados que permitan obtener materiales con propiedades mejoradas CE4, Adquirir la capacidad de contribuir a la optimización de una tecnología de procesado para aplicaciones y problemáticas concretas CE7, Conocer y entender el impacto medio ambiental de los materiales en servicio durante su ciclo de vida, siendo capaces de abordar el desarrollo de nuevos materiales y tecnologías de procesado basadas en criterios de sostenibilidad. CE9, Consolidar habilidades específicas de investigación en el campo de la Ciencia e Ingeniería de Materiales CE10, Adquirir conocimientos y habilidades científico-técnicas útiles para solventar problemas específicos asociados al trabajo en un laboratorio de investigación en el campo del desarrollo y la caracterización de los materiales RESULTADOS DEL APRENDIZAJE La superación de esta materia garantiza que el alumno será capaz de: -Aplicar nuevas tecnologías de fabricación para diseños específicos. -Seleccionar entre los principales refuerzos y matrices empleados en materiales compuestos, los más adecuados para aplicaciones concretas. -Seleccionar los métodos de control de calidad más apropiados para materiales compuestos. -Aplicar los fundamentos de la teoría del laminado al diseño de piezas de material compuesto.
Descripción de contenidos: Programa
Temas comunes a las asignaturas: Las asignaturas de esta Materia complementan los conocimientos básicos en Ciencia e Ingeniería de Materiales que los alumnos deben haber adquirido durante su formación universitaria previa, profundizando, esencialmente, en los siguientes temas: - Estructura y propiedades de materiales avanzados. - Técnicas avanzadas de procesado de materiales. - Posibles ventajas e inconvenientes de los materiales avanzados frente materiales más tradicionales. Temas específicos de Materiales compuestos avanzados: 1. Introducción 1.1. Presente y futuro de los materiales compuestos 1.2 Compuestos multifuncionales PARTE 1. Estructura y procesado de los materiales compuestos 2. Tipos de matrices 2.1 Matrices cerámicas, metálicas y poliméricas. 2.2 Matrices termoestables y termoplásticas: parámetros de curado y control de cristalinidad. 3. Tipos de refuerzos 3.1 Carbono, vidrio, poliaramidas, carburos, alúmina y aluminosilicatos. Estructura y propiedades. 3.2 Geometría de los refuerzos: fibras cortas, fibras largas, tejidos y laminados. 3.3. Intercaras y su caracterización mecánica 4. Introducción al procesado de materiales compuestos de matriz metálica 4.1. Procesado en estado sólido 4.2 Procesado en estado líquido 5. Introducción al procesado de materiales compuestos de matriz cerámica 5.1 Consolidación de Polvos, impregnación e infiltración. 6. Introducción al procesado de materiales compuestos de matriz polimérica 6.1 Consolidación de prepregs 6.2 Métodos de infiltración 6.3 Otros métodos: filament winding, pultrusion,¿ 7. Control de calidad 7.1 Certificación 7.2 Técnicas de evaluación no destructiva: Inspección por ultrasonidos. Inspección por Rayos X. 8. Reciclado de materiales compuestos PARTE 2. Mecánica de materiales compuestos 9. Comportamiento elástico de compuestos de fibra larga 9.1 Anisotropía elástica 9.2 Matriz de rigidez 9.3 Efectos de la longitud de la fibra. Modelos de Shear Lag. 10. Teoría de laminados 10.1 Lamina ortótropa 10.2 Constantes elásticas de una lámina 10.3 Teoría Clásica de Laminados 11. Fallo de materiales compuestos 11.1 Modos de fallo: longitudinal, transversal, cortadura, compresión 11.2 Criterios de fallo 12 Progresión de daño en materiales compuestos 12.1 Mecanismos y contribuciones a la energía de fractura 12.2 Tolerancia al daño 12.3 Modelos de daño continuo 12.4 Modelos cohesivos
Actividades formativas, metodología a utilizar y régimen de tutorías
ACTIVIDADES FORMATIVAS AF1 Clases teórico-prácticas: 16.5 horas de clases magistrales AF2 Prácticas de laboratorio: 3 bloques de 1.5 horas de análisis de mecánica de materiales compuestos por el método de elementos finitos AF3 Tutorías: Se incentivará la asistencia de los alumnos en los horarios de tutorías establecidos en la asignatura (2.5 horas) AF4 Trabajo en grupo: se realizaran informes de las prácticas correspondientes en grupos de 2 personas que serán evaluadas (8 horas) AF5 Trabajo individual del estudiante: se espera que el estudiante dedique en torno a 32 horas de trabajo individual no presencial (32 horas) AF6 Visitas a empresas del sector: se realizará una visita a una empresa/centro de investigación del sector (1.5 horas) METODOLOGIAS DOCENTES MD1, Exposiciones en clase del profesor con soporte de medios informáticos y audiovisuales, en las que se desarrollan los conceptos principales de la materia y se dan ejemplos de resolución de ejercicios o casos prácticos MD3, Resolución por parte del alumno en grupo de casos prácticos planteados por el profesor MD4, Exposición y discusión en clase, bajo la moderación del profesor, de temas relacionados con el contenido de la materia MD5, Cálculos por elementos finitos de mecánica de materiales compuestos, bajo la orientación del profesor MD6, Elaboración de informes en grupo sobre las prácticas y ejercicios planteados
Sistema de evaluación
  • Peso porcentual del Examen Final 50
  • Peso porcentual del resto de la evaluación 50
Bibliografía básica
  • D. Hull and T.W Clyne. An Introduction to Composite Materials. Cambridge University Press.
  • R. F. Gibson. Principles of Composite Materials Mechanics. Taylor and Francis.
Bibliografía complementaria
  • M.C.Y. Niu. Composite Materials Handbook, vol. 3.. Department of Defense, USA. - Composites for Aircraft design.

El programa de la asignatura y la planificación semanal podrían sufrir alguna variación por causa de fuerza mayor debidamente justificada o por eventos académicos comunicados con antelación.