Guía docente de Mecánica de la Fractura y Fatiga (MZ1/56/3/119)

Introducción. Mecanismos de fractura y crecimiento de fisuras.- Modelos cohesivos.- Análisis mediante principios energéticos.- Fractura elastoplástica.- Curvas de resistencia a la fractura.- Propagación de grietas por fatiga.- Aplicación de los modelos cohesivos al hormigón estructural mediante Elementos Finitos.- Modelos avanzados de Elementos Finitos para el hormigón estructurales.- Modelos multiescala.- Aplicación a hormigones de altas prestaciones.- Ensayos de fractura y fatiga para materiales metálicos y hormigón estructural.

Conocimientos previos de Mecánica de Medios Continuos y de hormigón estructural.

El alumno conocerá y comprenderá:

• Necesidad de aplicación de la mecánica de la fractura en la evaluación de la integridad estructural.
• Modelos basados en la Teoría de la Elasticidad Lineal (MFEL)
• Modelos de fisura cohesiva de Barenblatt y más avanzados
• Modelos basado en el balance de energía global.
• Modelo elastoplásticos de fractura
• Modelos de fractura aplicables y el efecto tamaño en el hormigón estructural.
• Aplicación de los modelos cohesivos mediante el Método de los Elementos Finitos (MEF).
• Modelos para hormigón en ABAQUS
• Modelos multiescala.
• Aplicación a hormigones de altas prestaciones.
• Ensayos de determinación de parámetros de fractura en hormigón y aceros.

El alumno será capaz de:

• Aplicar a diferentes materiales, el modelo adecuado de mecánica de la fractura, lineal, plástico, cohesivo, según el tipo de material y cargas.
• Resolver problemas de fractura aplicados al hormigón estructural utilizando modelos computacionales tanto simples y avanzados.

1. Introducción a la Mecánica de la Fractura.
2. Mecánica de la Fractura Elástica Lineal
3. Zona plástica en el vértice de la grieta
4. Análisis energético global
5. Fractura elastoplástica
6. Introducción a la fatiga de materiales
7. Ensayos normalizados de fractura y fatiga
8. Propiedades mecánicas del hormigón. Resistencia a tracción.
9. Mecánica de la fractura de materiales cuasi-frágiles
10. Longitud característica. Efecto Tamaño. Modelos de mecánica de la fractura aplicables al hormigón
11. Modelos cohesivos
12. Aplicación de los modelos cohesivos mediante Método de los Elementos Finitos (MEF)
13. Modelos para hormigón en ABAQUS
14. Modelos multiescala y aplicación a hormigón reforzado con fibras
15. Ejemplos de aplicación y definición del trabajo de curso.

1.  Cálculo del FIT tamaño mediante de ábacos en probetas de carga y geometrías diversas
2. Evaluación del tamaño de la zona plástica
3. Evaluación de la tasa de energía disponible (G)
4. Cálculo de factores de concentración de tensiones y de intensidad de tensiones medienta MEF
5. Evaluación de elemento agrietado de hormigón mediante el método de la rótula virtual
6. Evaluación de elemento agrietado de hormigón mediante el MEF

• Arana, J. L., & González, J. J. (2002). Mecánica de fractura. Universidad del País Vasco.
• Anderson T.L. (1991) Fracture mechanics. Fundamental and applications. CRC Press.
• Oller, S. (2001). Fractura mecánica : un enfoque global. Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería.
• Cifuentes Bulte, H.; Medina Encina, F. (2013) Mecánica de la fractura aplicada al hormigón, Publicaciones de la Universidad de Sevilla
• Karihaloo B.L. (1995) Fracture mechanics and structural concrete. Longman Scientific & Technical.
• Shah, S.P. and Carpinteri, A. (1991) Fracture mechanics. Test methods for concrete. RILEM Report 5. Chapman and Hall.

• Bazant Z.P. y otros. (1992) Fracture mechanic of concrete: Concepts, models and determination of material properties. Commite 446 ACI.
• Bazant Z.P. (2002) Scaling of structural strength. Elsevier.
• Carpinteri A. (1992) Applications of fracture mechanics to reinforced concrete. Elsevier.
• Freiman, S. W., & Mecholsky, J. J. (2019). The fracture of brittle materials : testing and analysis (2ª edición). Wiley.
• Bazant Z.P. and Planas J. (1998) Fracture and size effect in concrete and other quasibrittle materials. CRC Press.
• Shah, S.P., Swartz S.E. and Ouyang C. (1995) Fracture mechanics of concrete: Applications of fracture mechanics to concrete , rock and other quasibrittle materials. John Wiley and Sons.
• Varios. (1985) Determination of the fracture energy of mortar and concrete by mean of three-point bend tests on notched beams. 50-FMC RILEM Draft Recommendation. Materials and Structures V.18. pp: 285-290.

Plataforma PRADO de la asignatura

La evaluación convocatoria ordinaria será continua y se realizará del siguiente modo:

1. Actividades individuales y/o en grupo en clase supervisadas (E1, 20%): Estas actividades se puntuarán independientemente y se establecerá una media entre las calificaciones obtenidas.
2. Estudio y trabajo individual (E2, 30%): Estas actividades consistirán en la realización de prácticas y resolución de cuestionarios individualizados en la plataforma PRADO. Se puntuarán independientemente y para el cálculo de la nota se establecerá una media entre las calificaciones obtenidas.
3. Trabajo Final (E3, 50%): Esta actividad consistirá en un trabajo realizado individual o en grupo (se especificará) en el que se aplicarán todos los conocimientos adquiridos en el desarrollo de la asignatura.

La calificación promedio de la asignatura será E = 0,20 · E1 + 0,30 · E2 + 0,50 · E3.

Para superar la asignatura es necesario que se cumpla E3≥5.0 y E≥5.0.

Los estudiantes están obligados a actuar en las pruebas de evaluación de acuerdo con los principios de mérito individual y autenticidad del ejercicio. Cualquier actuación contraria en ese sentido dará lugar a la calificación numérica de cero (artículo 10 de la NCG71/2). En consecuencia, la detección de una acción fraudulenta en cualquier actividad individual que se proponga supondrá una calificación final de cero.

La prueba consistirá en un examen teórico-práctico en el que se recogen todos los contenidos de la asignatura, incluyendo ejercicios de computación.

La prueba consistirá en un examen teórico-práctico en el que se recogen todos los contenidos de la asignatura, incluyendo ejercicios de computación.

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).