Asignatura:

CÁLCULO DE ESTRUCTURAS (Código 142)

Especialidad:

AERONAVES

Curso/Cuatrimestre:

SEGUNDO CURSO / SEGUNDO CUATRIMESTRE

Tipo de Materia:

TRONCAL

Créditos:

4,5

Conocimientos previos:

Departamento:

“Aerotecnia”, adscrito a la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Aeronáutica

Cálculo de Estructuras 142

I.-

OBJETIVOS GENERALES:

•

Aprender los procedimientos más usuales para el análisis de estructuras reticulares

•

Instruir al alumno en los procedimientos de análisis de estructuras por ordenador.

•

Mostrar las particularidades estructurales de los materiales compuestos.

DESCRIPTORES:

•

Estructuras Reticuladas

•

Método de los Elementos Finitos

•

Estructuras de Materiales Compuestos

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Cálculo de Estructuras 142

II.-

1.

PROGRAMA DE LA ASIGNATURA:

ESTRUCTURAS RETICULARES: 1.1.

Introducción al Cálculo de Estructuras. Objetivos de la asignatura. Etapas del análisis estructural: Cálculo de cargas, análisis de esfuerzos y comprobación de resistencia.

1.2.

Introducción a las Estructuras Reticulares. Modelos Articulados de Estructuras Reticulares.

1.3.

Clasificación de Estructuras Articuladas.

1.4.

Teoría General de Estructuras Articuladas. Condiciones necesarias para la isostaticidad. Estructuras críticas.

1.5.

Estructuras Hiperestáticas.

1.6.

Cálculo de desplazamientos en estructuras articuladas. Asiento de apoyos.

1.7.

Justificación del Modelo Articulado.

1.8.

Estructuras continuas. Hipótesis simplificatorias. Planteamiento general del problema.

1.9.

El Método de Cross aplicado al análisis de flexión de vigas.

1.10. Estados paramétricos. 1.11. Marcha general del Método de Cross para estructuras con paramétricos. 1.12. Ecuaciones de corrimiento. 2. CÁLCULO DE ELEMENTOS DE UNIÓN: 2.1.

Cálculo de elementos de unión. Uniones por remaches.

2.2.

Cálculo de uniones mediante bulón y orejeta.

2.3.

Cálculo de uniones mediante tomillos pretensados.

2.4.

Cálculo de uniones soldadas.

3. MATERIALES COMPUESTOS: 3.1.

Materiales compuestos. Definición. Tipos. Propiedades

3.2.

Formas de fallo de laminados de material compuesto

3.3.

Proyecto y dimensionado de laminados de material compuesto

3.4.

Uniones en estructuras de material compuesto.

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Cálculo de Estructuras 142

4. METODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS: 4.1.

Planteamiento matricial del análisis estructural. constitutivas y cinemáticas de sistemas discretos.

Ecuaciones

de

equilibrio,

4.2.

Resolución por el Método de los Desplazamientos. Matriz de rigidez.

4.3.

Resolución por el Método de las Fuerzas. Matriz de flexibilidad. Incógnitas hiperestáticas.

4.4.

Estudio del elemento tipo barra 2D y 3D.

4.5.

Estudio del elemento viga 2D y 3D.

4.6.

Introducción al Método de los Elementos Finitos. Concepto de Elemento Finito. Funciones de aproximación. Obtención de la matriz de rigidez de un elemento genérico a partir de las funciones de aproximación.

4.7.

Elemento Finito de estado plano de esfuerzos. Elemento rectangular. Elemento triangular.

4.8.

Elementos Finitos de flexión de placas. Elemento rectangular.

4.9.

Concepto de Elemento Finito Isoparamétrico. Integración numérica.

4.10. Elementos isoparamétricos parabólicos de estado plano de esfuerzos. 4.11. Elemento Finito de sólido tridimensional. 4.12. Ligaduras. Aplicaciones. Teoría general. 4.13. Arquitectura de un programa de ordenador para el análisis de estructuras por elementos finitos.

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III.- BIBLIOGRAFÍA:

•

E. de la Fuente y J.L. Hernando, Introducción al Método de los Elementos Finitos, EUITA, 2000.

•

E. de la Fuente, Estructuras Reticulares. Parte I: Estructuras Articuladas, EUITA.

•

E. de la Fuente, Estructuras Reticulares. Parte II: Estructuras Continuas, EUITA.

•

R.J.Roark, W.C.Young, Formulas for Stress and Strain.

•

MIL-HDBK-5J Metallic Materials and Elements for Flight Vehicle Structures.

•

M.C.Y.Niu, Composite Airframe Structures, 1992.

•

Przemieniecki, J.S., Theory of Matrix Structural Analysis, McGraw-Hill Book Company, NY, 1968.

•

Gere, J.M., Timoshenko, S.P., Mecánica de los Materiales. International Thomson Eds. ed. 1997.

•

Timoshenko, S.P. y Young, D.M., Teoría de las Estructuras. Eds. URMO S.A., Bilbao, 1965.

•

Zienkiewicz, A.C., El Método de los Elementos Finitos. Ed. Reverté, Barcelona, 1979.

•

Zienkiewicz, A.C. y Taylor, R.I., The Finite Element Method. McGraw-Hill, Vol. 1, 1989, Vol II, 1991.

•

Peery, DJ. Aircraft Structures. McGraw-Hill Book Company, NY, 1950.

•

Oñate, E. Cálculo de Estructuras por el Método de Elementos Finitos. Centro Internacional de Métodos Numéricos en la Ingeniería. , 1992.

•

Willems, N., et al, Resistencia de Materiales. McGraw-Hill Co. 1981.

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IV.- EVALUACIÓN:

6