1.El agotamiento tensional de los materiales
Introducción. Rotura dúctil: criterios generales (basados en tensiones directamente, basados en la energía elástica de deformación: energía total y la energía de distorsión). Rotura frágil. Influencia de las tensiones, concentración de tensiones, efecto de entalla. Rotura por fatiga. Criterios de agotamiento para materiales anisótropos. ANEXO: Tensiones admisibles a fatiga.
2. Normativa de diseño.
Introducción. Requisitos. Normativa: los eurocódigos, normativa española, otras normas. Comprobaciones de cálculo: hipótesis de carga, combinaciones y coeficientes de ponderación( naturaleza de las cargas, probabilidad de presentación simultánea), características de los materiales, veracidad del modelo teórico, comprobación de Estados Límite. Prototipos y pruebas de carga. ANEXO: Valores de los coeficientes de ponderación según varias normas.
3. Diseño de torres y columnas altas. Inestabilidad de elementos prismáticos.
Introducción. Agotamiento de piezas prismáticas a tracción o compresión. Inestabilidad de la pieza prismática biarticulada y uniformemente comprimida. Diseño de piezas comprimidas según la normativa de aplicación en España. Longitud de pandeo. Otros casos más complejos: compresión variable, sección transversal variable, flexión y compresión simultáneas, pandeo por torsión y flexotorsión, pandeo lateral de elementos flectados. ANEXO: Valores del coeficiente de pandeo.
4. Diseño de recipientes de almacenamiento bajo presión hidrostática. Inestabilidad de elementos planos.
Introducción. Tipología. Acciones. Evaluación de esfuerzos y comprobaciones de diseño. Abolladura de elementos planos comprimidos: placa rectangular simplemente apoyada y comprimida uniformemente en una dirección, otros casos más complejos. Criterios de diseño frente a la abolladura: abolladura en régimen elástico, abolladura en régimen anelástico. ANEXO: Tablas y gráficos para cálculo de depósitos.
5. Diseño de recipientes a presión. Inestabilidad de láminas.
Introducción. Tipología. Acciones. Evaluación de esfuerzos y comprobaciones de diseño. Aspectos y detalles constructivos: uniones, compensación de aberturas, soportes, optimización de vasijas para muy altas presiones. Inestabilidad de láminas: lámina cilíndrica uniformemente comprimida axialmente, lámina cilíndrica sometida a presión exterior uniforme, lámina esférica sometida a presión exterior uniforme, criterios de diseño. ANEXO: normativa ASME (Sección VIII)
6. Diseño mecánico de tuberías.
Introducción. Tipología. Acciones. Evaluación de esfuerzos y comprobaciones de diseño. Aspectos específicos: esfuerzos por cambio de dirección, golpe de ariete (descripción del fenómeno, ecuación de equilibrio, ecuación de continuidad, ecuación y análisis de las ondas de presión, valor de la sobrepresión (fórmula de Allievi, fórmula de Michaud), prevención del golpe de ariete).
7. Diseño de uniones remachadas, atornilladas y soldadas.
Introducción. Uniones remachadas y atornilladas: tipología, solicitaciones y tipos de rotura, determinación de esfuerzos y tensiones, comprobaciones de diseño (en las chapas, en los pasadores). Uniones soldadas: tipología, soldadura por fusión (clasificación energética, disposiciones geométricas), soldadura sin fusión, (soldaduras fuerte y blanda), solicitaciones y tipos de rotura, determinación de esfuerzos y tensiones, comprobaciones de diseño. Ejemplos de aplicación: unión atornillada, unión soldada.
8. El método de los elementos finitos. Posibilidades de su uso como herramienta de diseño.
Introducción. Planteamiento integral. Características y planteamiento básico del M.E.F.. Generalización a casos más complejos. Resumen de características propias. Posibilidades del uso del M.E.F. como herramienta de diseño.
9. Propiedades y ensayos de los materiales.
Introducción. Propiedades químicas: composición química, estabilidad. Propiedades físico-geométricas: estructura cristalina, homogeneidad, isotropía, rugosidad. Propiedades físico-mecánicas: rigidez, elasticidad, resistencia a la rotura, dureza, tenacidad, fluencia o relajación, retracción, ductilidad, histéresis, maleabilidad. Propiedades y efectos térmicos. Ejemplo: gradiente térmico en barras prismáticas.
10. Materiales utilizados en equipos e instalaciones.
Introducción. Materiales metálicos: obtención, estructura cristalina, aleaciones y diagramas de fases; el hierro y sus aleaciones (aceros y fundiciones, aceros de baja aleación, aceros de alta aleación); el níquel y sus aleaciones; el cobre y sus aleaciones; el titanio y sus aleaciones; superaleaciones; otros metales de interés en ingeniería química; tratamientos especiales de los materiales metálicos: térmicos (normalización, temple, recocido), superficiales -químicos- (carburación o cementación, nitruración), mecánicos (mecanizado en frío, forja, laminación, moldeado, doblado en frío, fabricación de tubos, conformación en frío, atornillado-remachado-soldadura); costes.
Materiales cerámicos: materiales cerámicos formados por silicatos; carbono (diamante, grafito, fullerenos). Diagramas de fases, propiedades mecánicas; aplicaciones (vidrios, arcillas, refractarios, abrasivos, prensado de polvo, cementos), diseño de piezas de materiales cerámicos. Materiales plásticos: componentes, estructura interna, propiedades, aplicaciones.
11. Corrosión.
Introducción. Corrosión de metales: corrosión en disolución acuosa (ejemplos, posibilidad de corrosión-termodinámica (potenciales de electrodo, serie fem estándar, serie galvánica, diagramas de Pourbaix), velocidad de corrosión-cinética-, pasividad, formas de corrosión (ataque uniforme, corrosión por aireación diferencial, corrosión por par galvánico, corrosión intergranular, corrosión selectiva, corrosión bajo tensión, corrosión por erosión, corrosión microbiológica, corrosión por corrientes vagabundas). Otros problemas asociados a un fenómeno de corrosión o degradación (fragilización por hidrógeno, contaminación, productos de corrosión)). Protección contra la corrosión (uso de aleaciones, conversión, protección catódica (ánodo de sacrificio, corrientes impuestas), recubrimientos (metálicos, plásticos, cerámicos-esmaltes-, pinturas), preparación de la superficie), Aspectos de diseño.
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