Modelos Matemáticos en Mecánica de Sólidos. Tomo I. Elasticidad Lineal

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Universidade de Santiago de Compostela, Departamento de Matemática Aplicada
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El texto Modelos Matemáticos en Mecánica de Sólidos, surge como soporte bibliográfico en la materia homónima de los Másteres de Ingeniería Matemática (cursos 2006-2007 al 2013-2014) y el de Matemática Industrial (2014-2015 y continúa). Se trata actualmente de un máster interuniversitario coordinado por la Universidad de Santiago de Compostela y en el que participan las universidades de A Coruña, Vigo, Politécnica de Madrid y Carlos III de Madrid. El objetivo principal del Tomo I Elasticidad Lineal es el estudio de modelos matemáticos referidos a problemas estáticos y dinámicos en elasticidad lineal. Se presentan los modelos asociados a materiales elásticos lineales e isótropos, con especial atención a la interpretación física de las variables y parámetros que intervienen en cada caso. Para facilitar la visualización del comportamiento de estructuras y su interpretación se resuelven los problemas clásicos de torsión de barras y de flexión de vigas cilíndricas. También se incluyen modelos simplificados del modelo de elasticidad tridimensional general debidos a la geometría de la pieza, y/o el tipo de fuerzas de volumen, y/o las condiciones de contorno aplicadas, y/o la existencia de simetrías. Así, se identifican los modelos planos, con simetría axial, de vigas y de placas. Por último, se ofrece una introducción a la vibración de estructuras. El Tomo II Otros modelos en elasticidad, escrito por Patricia Barral Rodiño (https://hdl.handle.net/10347/42359), se dedica al estudio de leyes de comportamiento más generales, a la formulación de condiciones de contorno no lineales y a la incorporación de efectos térmicos.

Description

El texto se estructura en 10 capítulos. Al final de cada capítulo se recoge un boletín de problemas propuestos. Algunos de los ejercicios propuestos se ofrecen resueltos en el Anexo A al final del texto y están identificados en cada boletín con un trébol (♣). El Capítulo 1 se dedica a la introducción de las ecuaciones generales de la elasticidad tridimensional y a la de deducción del modelo de elasticidad lineal e isótropa, tanto estática como dinámica. Los Capítulos 2 y 3 se orientan a la interpretación física de los tensores de deformación y de tensiones, así como de las principales variables y magnitudes derivadas de ellos. La primera parte del Capítulo 4 se dedica a un estudio en detalle de la ley de Hooke, y a la interpretación física de los distintos parámetros que intervienen en ella. En la segunda parte de este capítulo se estudian los métodos de resolución del modelo de elasticidad lineal en desplazamientos (Lamé-Navier), en tensiones (Beltrami-Michell) y a través de la función de Airy. La última parte del capítulo se dedica al estudio del principio de los trabajos virtuales y al funcional de energía. El Capítulo 5 se centra en el caso particular de problemas planos, tanto para deformaciones como tensiones planas. Se incluye también la resolución de los modelos planos a través de la función de Airy. El Capítulo 6 presenta los modelos simplificados 1D y 2D para problemas con simetría esférica y cilíndrica, respectivamente. El Capítulo 7 se dedica al estudio de modelos clásicos de torsión de barras y de vigas con distintos tipos de sección. En la segunda parte del capítulo se presenta la flexión elastostática de vigas cilíndricas, así como la deducción de su solución e interpretación de la misma. El Capítulo 8 presenta los modelos reducidos unidimensionales de Bernoulli-Euler y de Timoshenko para estructuras tipo vigas. A continuación, los modelos reducidos de Kirchhoff y de Reissner-Mindlin para estructuras tipo placa se presentan en el Capítulo 9. El Capítulo 10 se orienta a realizar una introducción a la vibración de estructuras utilizando como hilo conductor la vibración de vigas. Por último, el Anexo A recopila los ejercicios marcados como resueltos en los boletines de cada uno de los capítulos.

Bibliographic citation

Quintela, P. (2025). Modelos Matemáticos en Mecánica de Sólidos. Tomo I. Elasticidad Lineal. Universidade de Santiago de Compostela, Departamento de Matemática Aplicada. Repositorio MINERVA. AEA-Materiales didácticos. https://hdl.handle.net/10347/42358

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