Guía docente de Modelos No Lineales de Daño Estructural (MZ1/56/3/113)

• Fundamentos de Mecánica de Sólidos Deformables.
• Modelos no-lineales. 
• Tensiones térmicas.
• Fundamentos termodinámicos para el análisis de daño plástico.
• Otros tipos de daño estructural

La asignatura introduce los fundamentos de la Mecánica de Sólidos Deformables y aborda los principales modelos no lineales aplicados al análisis estructural. Todo ello se desarrolla mediante clases teóricas, resolución de problemas, estudio de casos prácticos y ejercicios de simulación, en coherencia con la planificación docente de la asignatura.

No existen prerrequisitos formales para cursar la asignatura. Se recomiendan conocimientos previos de Resistencia de Materiales, Elasticidad, Mecánica de Sólidos y Análisis Estructural. El uso de herramientas de inteligencia artificial deberá realizarse de forma ética, crítica y responsable, respetando en todo momento la normativa de la Universidad de Granada y las indicaciones del profesorado en materia de integridad académica.

El estudiantado sabrá/comprenderá:

1. Los fundamentos del comportamiento no lineal de materiales y estructuras, diferenciando entre respuesta elástica, plástica y con daño en el marco de la mecánica de sólidos deformables.  
2. Los principales modelos no lineales aplicados al análisis estructural, incluyendo el papel de las tensiones térmicas y de los fundamentos termodinámicos en la formulación del daño plástico.  
3. La influencia del daño estructural en la respuesta de las estructuras, así como los conceptos básicos necesarios para su análisis e interpretación mediante modelos constitutivos y herramientas de simulación. 

El estudiantado será capaz de:

4. Analizar e interpretar la respuesta no lineal de materiales y estructuras mediante modelos constitutivos básicos de elasticidad, plasticidad y daño.  
5. Aplicar modelos de daño estructural y evaluar su influencia en la rigidez, la resistencia y la evolución de la respuesta estructural.  
6. Resolver problemas y desarrollar simulaciones básicas asociadas al comportamiento no lineal y al daño estructural, utilizando herramientas computacionales de apoyo.    

1. Introducción. Causa y efecto en mecánica de materiales. Variables intensivas y extensivas. Energía en procesos reversibles e irreversibles. Ensayo de tracción uniaxial: curva tensión-deformación ingenieril y verdadera, módulo elástico, límite elástico y resistencia última. Elasticidad, plasticidad y estricción. Concepto de daño: microfisuración, degradación de rigidez y diferencias entre plasticidad, daño y fractura.
2. Elasticidad lineal. Análisis de la deformación: campo de desplazamientos, tensor de deformación infinitesimal. Análisis de tensiones: tensiones principales y círculos de Mohr. Elasticidad lineal en medios isótropos y ortótropos. Constantes elásticas. Ecuaciones de balance: equilibrio, simetría tensorial y balance de energía. Estados planos de tensión y deformación. Introducción básica a la termoelasticidad.
3. Plasticidad. Plasticidad en materiales dúctiles y frágiles. Descomposición aditiva de la deformación en sus partes elástica y plástica. Deformación permanente. Criterios de fluencia y tensión equivalente. Superficie de fluencia. Criterios de Tresca y von Mises. Modelo elastoplástico perfecto. Postulados de consistencia, máxima disipación y regla de flujo. Modelo elastoplástico con endurecimiento isotrópico y cinemático. Plasticidad uniaxial e interpretación geométrica del bucle de histéresis.
4. Daño. Limitaciones de la plasticidad para representar degradación de propiedades y procesos de fisuración. Daño continuo: variable interna, evolución y degradación de rigidez. Modelos escalares de daño: tensión efectiva, ley constitutiva degradada y evolución del daño. Introducción a otros modelos de daño y formulaciones avanzadas.

• Práctica 1. Análisis e interpretación de la normativa ASTM de ensayo a tracción, con especial atención a los parámetros mecánicos obtenidos experimentalmente y a su relación con la respuesta constitutiva del material.
• Práctica 2. Análisis de la normativa ASTM para el cálculo del módulo elástico, interpretación de resultados y discusión de hipótesis y limitaciones experimentales.
• Práctica 3. Desarrollo y uso de un programa informático de plasticidad uniaxial, orientado a la simulación de la respuesta elastoplástica y al análisis de la deformación permanente, la fluencia y el endurecimiento.
• Práctica 4. Desarrollo y uso de un programa informático de daño uniaxial, con comparación entre respuesta plástica y respuesta con daño, analizando la degradación de rigidez y la influencia del daño en la respuesta estructural.

• Oliver Olivella, J., & Agelet de Saracibar, C. (2002). Mecánica de medios continuos para ingenieros Universidad Politécnica de Cataluña.
• Ros Felip, A., & Casteleiro Villalba, J. M. (2022). Mecánica del sólido deformable : elasticidad, plasticidad y rotura(Edición: 1a, Impresión: 1a). Garceta.
• Ros Felip, A., & Casteleiro Villalba, J. M. (2019). Plasticidad : mecánica del solido deformable (1a ed.). Ibergarceta.
• Sadd, M. H. (2021). Elasticity : theory, applications, and numerics. Academic Press.
• Sadd, M. H. (2019). Continuum Mechanics: Modeling of Material Behavior. Theory, Applications and Numerics. Elsevier.

• Anand, L., S. Govindjee, S. (2023). Continuum Mechanics of Solids. Oxford University Press.
• Noda, N., Hetnarski, R. B., & Tanigawa, Y. (2003). Thermal stresses. Taylor & Francis.
• Simo, J. C., & Hughes, T. J. R. (1998). Computational inelasticity (1st ed. 1998.). Springer.

• PRADO Posgrado: https://pradoposgrado2425.ugr.es/
• ASTM International – Standards & Publications: https://www.astm.org/s

La evaluación ordinaria será continua y se realizará a partir de las ponderaciones mostradas en la siguiente tabla. Para superar la asignatura será necesario obtener una calificación mínima de 5 sobre 10 en el conjunto de la evaluación y, además, una nota mínima de 4 sobre 10 en EVAL1 (Pruebas, ejercicios y problemas, resueltos a lo largo del curso). La asistencia regular a las clases prácticas y sesiones de trabajo se considera altamente recomendable, dado su carácter aplicado.

• Prueba escrita teórico-práctica (70 %), relativa a los contenidos de la asignatura.
• Entrega de ejercicio práctico individual (30 %).

Para superar la asignatura en convocatoria extraordinaria será necesario obtener una calificación mínima de 5 sobre 10 en el conjunto y una nota mínima de 4 sobre 10 en la prueba escrita teórico-práctica.

Prueba escrita teórico-práctica (100 %). Incluirá cuestiones conceptuales, desarrollo teórico y resolución de problemas sobre los contenidos de la asignatura.

Para superar la asignatura será necesario obtener una calificación mínima de 5 sobre 10.

La asignatura se impartirá en español. El estudiantado con necesidades específicas de apoyo educativo (NEAE) o con discapacidad podrá solicitar las adaptaciones académicas oportunas de acuerdo con la normativa y los procedimientos establecidos por la Universidad de Granada.

Información de interés para estudiantado con discapacidad y/o Necesidades Específicas de Apoyo Educativo (NEAE): Gestión de servicios y apoyos (https://ve.ugr.es/servicios/atencion-social/estudiantes-con-discapacidad).

Julia Programming Language: https://julialang.org/