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Aprender a aplicar el Teorema de los trabajos virtuales para determinar UNA reacción o fuerza interna concreta en estructuras formadas por varios elementos articulados.

El objetivo didáctico es enseñar a calcular la resistencia de chapas y perfiles con sección reducida por agujeros de los conectadores

Es objetivo didáctico del mismo es enseñar los fundamentos básicos del teorema de los trabajos virtuales para poder determinar una reacción o fuerza interna concreta en estructuras formadas por varios elementos articulados

Los objetivos de aprendizaje de este vídeo didáctico son: - Reconocer el fenómeno de fatiga, no sólo tras inspeccionar un elemento que ha fallado sino también para tenerlo en cuenta en una estructura sometida a cargas dinámicas. - Identificar el límite de fatiga para poder diseñar para vida infinita. - Predecir la vida a fatiga de un elemento mediante una curva S-N. - E interpretar los resultados obtenidos para poder paliar los efectos de la fatiga.

[EN] This paper presents the results of the experience carried out in the lab-sessions of several subjects of Mechanical Engineering. The aim of this work is to find a common methodology focused on the acquisition and evaluation of the Specific Instrumental Transversal Competence (CT13 in the UPV institutional project). The work has been applied in two types of lab-sessions: computer lab and laboratory. The instrumentation used in each of them has a different nature, while the former is focused on the use and comprehension of a numerical calculation software, in the latter the students must understand the management and purpose of some experimental measurement equipments. In the computer sessions, after an accompanied learning, the students must carry out and justify the steps followed in solving a numerical problem. The evaluation takes into account the level of adequacy of the steps followed throughout the process. In the laboratory practices, the students must demonstrate the ability to correctly select the proper equipment based on the parameter to be measured as well as to define the sequence of treatments in the measurement process. The measurement of the level of acquisition of the CT13 is done through an individual questionnaire., [ES] En este trabajo se presentan los resultados de la experiencia llevada a cabo en las prácticas de diversas asignaturas de Ingeniería Mecánica. El objetivo final es encontrar una metodología unificada enfocada a la adquisición y evaluación de la Competencia Transversal Instrumental Específica (CT13 en el proyecto institucional de la UPV).Se ha trabajado con dos tipos de prácticas: informáticas y de laboratorio. La instrumentación empleada en cada una de ellas tiene distinta naturaleza, mientras las primeras están enfocadas al manejo de un programa de cálculo numérico, en las segundas los estudiantes deben comprender el manejo y la finalidad de diversos equipos de medida experimental.En las prácticas informáticas los alumnos, tras un aprendizaje acompañado, deben ser capaces de realizar y justificar los pasos seguidos en la resolución de un problema numérico. En la evaluación se tiene en cuenta el nivel de adecuación de los pasos seguidos a lo largo del proceso. En las prácticas de laboratorio los alumnos deben demostrar la capacidad de seleccionar correctamente el equipo adecuado en función del parámetro a medir, así como definir la secuencia de tratamientos en el proceso experimental. La medida del nivel de adquisición de la CT13 se realiza con un cuestionario individual.

[EN] In this paper, the design methodology of composite ballistic helmets has been enhanced considering biomechanical requirements by means of finite element analysis. Modern combat helmets lead to a new type of non-penetrating injury, the Behind Helmet Blunt Trauma (BHBT), generated by the deformation of the inner face of the helmet, the so-called backface deformation (BFD). Current standard testing methodologies use BFD as the main measure in ballistic testing. Nonetheless, this work discusses the relationship between this mechanical parameter and the head trauma (BHBT) by studying different head injury criteria. A numerical model consisting of a helmet and a human head is developed and validated with experimental data from literature. The consequences of non-penetrating high-speed ballistic impacts upon the human head protected by an aramid combat helmet are analysed, concluding that the existing testing methodologies fail to predict many types of head injuries. The influence of other parameters like bullet velocity or head dimensions is analysed. Usually, a single-sized helmet shell is manufactured and the different sizes are adjusted by varying the foam pad thickness. However, one of the conclusions of this work is that pad thickness is critical to avoid BHBT and must be considered in the design process.

[EN] Many discrepancies are found in the literature regarding the damage and constitutive models for head tissues as well as the values of the constants involved in the constitutive equations. Their proper definition is required for consistent numerical model performance when predicting human head behaviour, and hence skull fracture and brain damage. The objective of this research is to perform a critical review of constitutive models and damage indicators describing human head tissue response under impact loading. A 3D finite element human head model has been generated by using computed tomography images, which has been validated through the comparison to experimental data in the literature. The threshold values of the skull and the scalp that lead to fracture have been analysed. We conclude that (1) compact bone properties are critical in skull fracture, (2) the elastic constants of the cerebrospinal fluid affect the intracranial pressure distribution, and (3) the consideration of brain tissue as a nearly incompressible solid with a high (but not complete) water content offers pressure responses consistent with the experimental data.

En este trabajo se busca realizar un modelo anatómicamente complejo del torso humano, que refleje todas las estructuras fisiológicas desde la clavícula hasta la pelvis y posteriormente, mediante el método de los elementos finitos, refleje la respuesta del cuerpo frente a un impacto. Se parte de unas imágenes de tomografía axial computarizada a partir de las cuales se obtendrá una segmentación compleja de un individuo medio. A nivel anatómico este modelo cuenta con las estructuras más significativas del torso: costillas, esternón, columna vertebral, clavículas, pelvis, discos intervertebrales, cartílago costal, pulmones, corazón, aorta abdominal, vena cava abdominal, hígado, vesícula biliar, páncreas, estómago, bazo, riñones, estómago, intestino grueso, intestino delgado y musculatura. Después de una revisión bibliográfica de las propiedades de los materiales de cada uno de los tejidos, se ha optado por escoger un modelo donde la mayoría los tejidos son viscoelásticos y el resto elásticos lineales. Con las propiedades de los materiales incluidas se ha simulado un impacto frontal. En este impacto una placa rígida choca a una velocidad constante sobre el esternón del modelo. Con la simulación se pretende evaluar el funcionamiento del modelo realizado con elementos finitos, así como la información obtenida sobre las propiedades mecánicas del torso humano., Development of a numerical model applying finite elements method to study impacts in the human trunk.

[ES] Anualmente se producen un gran número de muertes y discapacidades permanentes a consecuencia de traumatismos craneoencefálicos. Al no poderse realizar ensayos in vivo para conocer los mecanismos de desarrollo de estas lesiones, las simulaciones numéricas son una herramienta clave en el estudio de éstas. La precisión de los modelos numéricos depende en gran medida de la correcta definición de las ecuaciones constitutivas y de los modelos de daño. Sin embargo, en la literatura se encuentra gran dispersión en los modelos empleados, así como en los valores de las propiedades biomecánicas. Por tanto, el objetivo principal de esta investigación era realizar una revisión y comparación de los modelos y las propiedades empleadas en la literatura, mediante un nuevo modelo de elementos finitos (EF) calibrado con ensayos experimentales de cadáveres, para discernir aquellos que proporcionan una respuesta más cercana a los resultados empíricos. Los valores umbral del cráneo y del cuero cabelludo que conducen a la fractura han sido estudiados y seleccionados. Se ha observado que el hueso compacto es crítico en la fractura del cráneo pero que no es el único parámetro que influye en ésta.