[Asignatura no ofertada en el curso académico 2016/17]
La asignatura se incluye en el Módulo III, en el que se proporcionan las
herramientas básicas para el modelado multifísico y el acoplamiento de
fenómenos que intervienen durante la degradación de estructuras.
El objetivo principal de esta asignatura es la aplicación del método de los
elementos finitos a fenómenos de transporte de materia, como difusión,
fenómenos de degradación de estructuras, cálculos estructurales y fenómenos
acoplados o multifísicos a través del uso de un programa comercial de
Elementos Finitos.
Método de los Elementos Finitos para el análisis lineal y no lineal
101907
2016-17
MÁSTER UNIVERSITARIO EN SEGURIDAD, DURABILIDAD Y REPARACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN
2
OBLIGATORIA
Anual
Castellano
Conceptos teóricos: Introducción, problema modelo
Conceptos teóricos: Problemas unidimensionales y bidemensionales
Conceptos teóricos: Desarrollo de un programa de elementos finitos
Conceptos teóricos: Problemas dependientes del tiempo
Conceptos teóricos: Acoplamiento
Conceptos teóricos: Mallado. Creación de constantes y variables. Física,
condiciones de contorno y solvers
Conceptos teóricos: Postprocesado
Conceptos teóricos: Acoplamiento termo-mecánico. Acoplamiento de los fenómenos
de difusión y variación térmica. Líneas de corriente y corrosión de las
armaduras
MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS PARA ANÁLISIS LINEAL Y NO LINEAL
Prácticas: Ejemplos de tipos de modelados
Prácticas: Modelado y simplificaciones aplicados en un modelo
unidimensional
Prácticas: Programación de funciones para resolver un problema
simplificado de elementos finitos
Prácticas: Desarrollo de problemas no lineares
Prácticas: Acoplamiento de distintas variables físicas
OTRAS APLICACIONES DEL MÉTODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS
Prácticas: Generar una estructura. Incorporar un componente de CAD.
Mallado con triángulos/tetraedros y malla regular. Optimización de la malla.
Definición del coeficiente de difusión en un problema de transferencia de
materia. Generación de modelos de transferencia de calor y de mecánica.
Variables dependientes. Resolución de casos aplicando diferentes solvers y
resolución paramétrica.
Práctica: evaluación de la cantidad de materia acumulada y balances de
materia. Práctica: cálculo de la Integral-J en componentes fisurados.
Prácticas: Análisis de vigas metálicas sometidas a fuego. Cálculo de las
líneas de corriente y corrosión generada por una corriente
vagabunda. Ejemplo de medida de la resistividad en el hormigón con un equipo
comercial.
CG1 - Conocer los aspectos teóricos y prácticos de la metodología de trabajo
en el campo de la seguridad y la durabilidad de las estructuras de hormigón.
CG2 - Aplicar, con una finalidad investigadora, las herramientas que la
tecnología ha producido en el campo de la seguridad y la durabilidad de las
estructuras de hormigón.
CG3 - Valorar diferentes mecanismos de resolución de problemas complejos que
permitan la toma de decisiones sobre la seguridad y la durabilidad de las
estructuras de hormigón teniendo en cuenta la reglamentación existente al
respecto.
CG4 - Desarrollar metodologías de trabajo innovadoras en el ámbito de la
seguridad y la durabilidad de las estructuras de hormigón como consecuencia de
la interpretación de la evolución de situaciones complejas en ese contexto.
CG6 - Interpretar documentos científicos y técnicos relacionados con la
planificación y la gestión de estructuras de hormigón.
CG7 - Generar soluciones técnica, económica y ambientalmente adecuadas a las
necesidades que hoy en día requiere el estudio de estructuras de hormigón
tanto nuevas como existentes.
CG8 - Participar en grupos de trabajo multidisciplinares dentro un entorno
multilingüe para generar informes que permitan transmitir conocimientos y
resultados científico-técnicos en el ámbito de la seguridad y durabilidad de
las estructuras de hormigón.
CE4 - Monitorizar el funcionamiento de estructuras de nueva planta de hormigón
armado y pretensado.
CE5 - Utilizar los modelos de vida útil para estructuras de hormigón
existentes en la normativa o aquellos desarrollados de forma específica para
un contexto concreto, teniendo en cuenta sus limitaciones, sus posibilidades
de aplicación posterior y su influencia en su durabilidad.
CE6 - Utilizar el método de los elementos finitos para el análisis y cálculo
de sólidos y estructuras de hormigón y para la simulación y modelado tanto de
materiales como del comportamiento de las estructuras de hormigón.
CE7 - Usar las herramientas de diseño y control de los procesos de
construcción, reparación, mantenimiento e inspección de estructuras de
hormigón basadas en mecanismos de análisis e interpretación de mediciones,
cálculos, valoraciones, peritaciones, estudios, informes y otros trabajos
análogos.
CE8 - Categorizar los procesos de deterioro de los materiales de construcción
y sus estructuras para aplicar las mejores y más novedosas técnicas que
permitan tomar decisiones de actuación sobre el deterioro y/o prevención y/o
protección de estructuras de hormigón dentro del marco legal establecido para
cada caso.
CE9 - Aplicar las propiedades de los materiales estructurales en la evaluación
de la vida útil de las estructuras de hormigón.
CE11 - Dominar los fundamentos científicos subyacentes a las técnicas de
análisis y cálculo de sólidos y estructuras de hormigón, de cálculo sísmico,
de diseño y análisis de estructuras de hormigón, de mecánicas teóricas y de
simulación numérica del fallo estructural para el proyecto, diseño y análisis
de las estructuras de hormigón.
CE12 - Diseñar, planificar e interpretar ensayos experimentales, tanto
físico-químicos como mecánicos, para estructuras de hormigón.
CE13 - Conocer las técnicas más novedosas para la prevención y protección de
estructuras de hormigón ante la corrosión.
P1 - Clases presenciales activas: Serán sesiones que se utilizarán para
explicar los contenidos del programa de las materia y guiar al alumno a través
del material teórico, utilizando los aspectos especialmente relevantes y las
relaciones entre los diferentes contenidos. Combinación de teoría, problemas
cortos, pregusntas y discusión con los alumnos.
P2 - Tutorías: Se realizarán tutorías individualizadas y en grupos
reducidos para aclarar dudas y problemas planteados en el proceso de
aprendizaje, dirigir trabajos, revisar y discutir los materiales y temas
presentados en las clases, orientar al alumnado acerca de los trabajos,
ejercicios, casos y lecturas a realizar, afianzar conocimientos, comprobar la
evolución en el aprendizaje de los alumnos, y proporcionar retroalimentación
sobre los resultado de este proceso.
P3 - Actividades prácticas que se desarrollarán para complementar
los contenidos teóricos de cada asignatura: visitas de obra, labores de
laboratorio...
P4 - Evaluación en el aula: Se realizarán todas las actividades
necesarias para evaluar a los alumnos en clase a través de los resultados de
aprendizaje en que se concretan las competencias adquiridas por el alumno en
la materia.
NP1 - Estudio personal: Estudio personal teórico y práctico del alumno
para asimilar los materiales y temas presentados en las clases y preparar
posibles dudas a resolver en las tutorías, preparación de exámenes y pruebas.
NP2 - Lecturas recomendadas y búsqueda de información:
Lectura y síntesis de las fuentes recomendadas por los profesores y de
aquellas que el alumno pueda buscar por su cuenta. Este proceso resulta vital
para una correcta preparación de los ejercicios, casos y trabajos propuestos
en clase, y para que el alumno acceda a fuentes de información relevante en el
mundo de la edificación.
NP3 - Resolución de ejercicios y trabajos fuera del Aula:
Resolución de ejercicios y casos prácticos Resolución de ejercicios y casos
prácticos propuestos, tanto individualmente como engrupo. Realización de
trabajos Realización de trabajos prácticos y teóricos propuestos, tanto
individualmente como en grupo. Preparación de presentaciones orales o debates
Preparación de presentaciones orales y debates a realizar en el aula, tanto
individualmente como en grupo, sobre diferentes formas de cómo abordar un
problema de patología de la edificación.
MD1 - Clases teóricas
MD2 - Ejercicios
MD4 - Discusión en clase de trabajos presentados por los alumnos
Presentar los elementos básicos del método de elementos finitos como técnica
numérica para la solución de ecuaciones diferenciales con valores en el
contorno.
Mostrar algunos elementos sencillos para el análisis de problemas de mecánica
de medios continuos y estructuras.
Mostrar algunos elementos sencillos para el análisis de problemas de difusión
de cloruros en medio poroso.
Introducir los elementos básicos para el desarrollo de un programa de
computadora orientado a la solución de problemas lineales y no lineares.
Desarrollar aptitudes para modelar problemas de acoplamiento difusivo-mecánico.
SE1 - Participación del alumno
SE2 - Prácticas tuteladas
SE3 - Examenes
Profesor Responsable de la asignatura
E.B. Becker, G.F.Carey & J.T.Oden, Finite Elements vol. 1: An Introduction.
Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1981.
O.C.Zienkiewicz & K. Morgan, Finite Elements and Approximation, JohnWiley &
Sons, New York, 1983.
K.J.Bathe, Finite Element Procedures Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1996.
O.C. Zienkiewicz, C. Emson, and P. Bettess, "A Novel Boundary Infinite
Element", International Journal for Numerical Methods in Engineering,
vol. 19, no. 3, pp. 393–404, 1983.
Bathe, K. J. Finite Element Procedures. Cambridge, MA: Klaus-Jürgen Bathe,
2007. ISBN: 9780979004902.
F.P. Incropera and D.P. DeWitt, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, Fifth
ed. John Wiley & Sons, 2002.
R. Codina, "Comparison of Some Finite Element Methods for Solving the
Diffusion-Convection-Reaction Equation", Comp. Meth.Appl. Mech. Engrg, vol.
156, pp. 185–210, 1998.
A. Bejan, Heat Transfer, Wiley, 1993.
G.K. Batchelor, An Introduction to Fluid Dynamics, Cambridge University Press,
2000.
R.L. Panton, Incompressible Flow, 2nd ed., John Wiley & Sons, 1996.
M. Kaviany, Principles of Convective Heat Transfer, 2nd ed., Springer, 2001.
T. Poinsot and D. Veynante, Theoretical and Numerical Combustion, Second
Edition, Edwards, 2005.
W. Wagner, and H-J Kretzschmar, International Steam Tables, 2nd ed., Springer,
2008.
M. Jaegle, Multiphysics Simulation of Thermoelectric Systems-Modeling of
Peltier-Cooling and Thermoelectric Generation, in "Proceedings of the COMSOL
Conference 2008", Hannover. ISBN: 978-0-9766792-8-8.
Hoffman M. and Seeger, T., "A Generalized Method for Estimating Multiaxial
Elastic-Plastic Notch Stresses and Strains, Part 1: Theory", Journal of
Engineering Materials and Technology, vol. 107, pp. 250–254, 1985.
Este documento puede utilizarse como documentación de referencia de esta asignatura para la solicitud de reconocimiento de créditos en otros estudios. Para su plena validez debe estar sellado por la Secretaría de Estudiantes UIMP.
Descripción no definida
Anual
Créditos ECTS: 2
Sánchez Montero, Javier
Científico Titular
Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (IETcc)
Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
Profesor Responsable de la asignatura