ÁREA I: MECÁNICA DEL CONTINUO Y REOLOGÍA GENERAL

 Módulo 1: Revisión de cálculo vectorial y matricial. Sofwares para cálculos. Sistemas materiales. Propiedades intensivas y extensivas. Sistemas homogéneos, heterogéneos, isotrópicos, anisotrópicos, compuestos y plastificados. Variación temporal y espacial de propiedades de materiales. Expresiones promediadas. Fronteras del sistema material. Fuerzas de la microestructura fisicoquímicos en relación a la tensión: fenómenos relevantes. Hipótesis del continuo material. Revisión del los balances de materia, cantidad de movimiento, energía y especies. Transformaciones físicas y químicas en materiales.

Módulo 2: Reología y reometría. Cinemática transitoria y estacionaria del continuo material. Deformación y velocidad de deformación. Deformación por elongación y por corte. Dinámica del continuo material. Tipos de fuerzas, cuplas y tensiones en el continuo material. Tensiones isotrópicas y extras. Tensiones perpendiculares y tangenciales. Tensiones principales. Deformaciones principales. Ejes principales. Invariantes de las tensiones, de las deformaciones y de las velocidades de deformaciones. Elipsoide de tensión. Estado plano de tensiones. Deformaciones infinitesimales y finitas. Expresiones en sistemas coordenados básicos cartesiano, cilíndrico y esférico.

ÁREA II: ELASTICIDAD Y VISCOELASTICIDAD

 Módulo 3: Asíntotas del comportamiento elástico y viscoso de materiales. Ecuaciones constitutivas básicas de Hooke y Newton. Efecto de la temperatura. Elasticidad isotrópica y homogénea. Módulo de Young (E), módulo de corte (G), relación de Poisson , módulo volumétrico (K), dilatación . Viscosidad . Función energía de deformación. Aspectos termodinámicos. Hiperelasticidad. Materiales de Mooney–Rivlin, Ogden, Arruda-Boyce. Estrategia de ajuste de parámetros.

Módulo 4: Teoría del estado gomoso-cauchutozo macromolecular. Redes libres y entrecruzadas mediante uniones químicas (covalente) y físicas. Plastificación de redes. Fluencia de redes y funciones reométricas. Modelos microestructurales: reptación macromolecular y relajación localizada de Rouse-Zimm. Función densidad de distribución de peso molecular en la tensión. Modelos reológicos.

Módulo 5: Reometrías del continuo material en los estados vítreo, gomoso y fluido. Funciones reométricas transitorias y estacionarias del continuo material,. Ensayos de arranque, parada, oscilatorios, relajación, creep, empíricos y de normas. Reometrías no convencionales. Reómetros. Espectrómetro mecánico. Dispositivos de ensayos por normas.

Módulo 6: Viscoelasticidad lineal de materiales. Funciones reométricas: modulo de almacenamiento elástico, modulo de pérdida, tangente de pérdida y relaciones con las viscosidades dinámicas. Espectrometría y espectrómetros mecánicos. Ensayos de creep, relajación y oscilatorios. Zonas vítrea, gomosa, fluida, asíntotas del entrecruzamiento químico y/o físico, transiciones. Modelos mecánico asintóticos para pequeñas deformaciones: Maxwell, Kelvin-Voigt, sólido viscoelástico estándar y modelos combinados. Espectros de relajación y de retardo. Relaciones fundamentales entre espectros y propiedades. Superposición tiempo-frecuencia-temperatura en los ensayos de la viscoelasticidad lineal. Temperaturas de transición. Ecuación de Williams-Landel-Ferry. Conceptos de volumen libre en las estructuras. Transiciones secundarias y relación la estructura molecular..

Módulo 7: Viscoelasticidad no lineal de materiales. Deformaciones finitas. Ensayos de deformaciones finitas de tracción, compresión, corte y elongación controlada. Curvas tensión-deformación-velocidad de deformación. Ensayos a velocidad de elongación constante y a velocidad de desplazamiento constante. Funciones reométricas. Ensayos de arranque y parada. Termo - viscoelasticidad. Modelos reológicos relevantes. Fluencia y ejemplos de flujos típicos de materiales en el procesamiento: campos de velocidad y tensiones. Fenómenos viscoelásticos. Tipos de materiales inelásticos que fluyen: dilatantes, seudo plásticos, viscosos y tixotrópicos.

ÁREA III: ELASTICIDAD Y VISCOPLASTICIDAD

Módulo 8: Ensayos de tracción y compresión de materiales. Definiciones y cálculos. Máquina universal de ensayo. Reometría del material en la deformación plástica. Tensión de fluencia. Tensión máxima. Tensión de rotura. Deformación de rotura. Ductilidad, resiliencia, tenacidad, fragilidad, dureza. Zonas de deformación elástica, de inicio de fluencia y de deformación plástica. Material resistente versus tenaz. Efecto de la temperatura en la transición frágil–dúctil. Historias térmicas, mecánicas y químicas. Deformación de materiales cristalinos. Dislocaciones. Deslizamiento y maclado. Ley de Schmid. Deformación de monocristales, policristales y granos. Incremento de resistencia por deformación, por solución sólida, por ordenamiento y por precipitación. Elasticidad y plasticidad anisotrópica.

Módulo 9: Plasticidad y Viscoplasticidad. Material elástico - plástico perfecto. Material elástico-plástico con resistencia incremental (endurecimiento por deformación). Efecto de Bauschinger. Modelos reológicos. Modelos plásticos isotrópicos y anisotrópicos. Criterios de fluencia y cedencia de Tresca, von Mises y Coulomb. Efecto de la presión en la fluencia. Estiramiento frío y caliente y orientación macromolecular. Recuperación térmica. Templado. Tipos de transiciones desde la deformación elástica a la plastica: análisis de la zona de fluencia. Respuestas plásticas. Termo viscoplasticidad. Modelos reológicos. Plasticidad anisotrópica. Flexión elástica y plástica. Ondas elásticas y plásticas. Pandeo elástico y plástico. Teoría de estabilidad lineal.

ÁREA IV: PROPIEDADES MECÁNICAS TERMINALES

Módulo 10: Fractura. Fractura dúctil. Fractura frágil. Teoría de Griffith. Resistencia al impacto. Tensiones cíclicas de tracción, compresión, flexión y torsión. Fatiga. Iniciación y propagación de grietas. Aplicación a cerámicos, metales, polímeros y compuestos. Colapso. Crazing and Stress Whitening.

Módulo 11:  Materiales compuestos. Efecto de la distribución del tamaño característico de partículas de la fase discreta en el estado de tensión. Inclusión de fibras, rellenos y matrices. Mezclas de polímeros. Módulo efectivo. Efectos mecánicos de la fase continua y discreta. Tracción en paralelo y en serie en relación a la fracción volumétrica. Modelos reológicos representativos. Análisis fenomenológico.