Anàlisi Estructural

Descripció

El Programa de Doctorat d’Anàlisi Estructural neix el 1988 a partir de la consolidació del Departament de Resistència de Materials i Estructures en l’Enginyeria en el marc de la Llei de reforma universitària (LRU) i dels Estatuts de la Universitat Politècnica de Catalunya. El programa es va crear per formar doctors en l’àmbit de la mecànica dels medis continus i la teoria d’estructures. Aquest àmbit d’actuació és únic a la Universitat Politècnica de Catalunya.

El programa es planteja tenint en compte dues grans referències estratègiques. D’una banda, una forta dimensió internacional, per potenciar que el cursin molts estudiants i que l’imparteixin alguns professors estrangers de Llatinoamèrica, Europa, Àsia i Àfrica. D’altra banda, amb proximitat, conceptual i pel que fa als continguts científics que s’imparteixen, als desafiaments i problemes d’innovació que té la indústria espanyola i europea per millorar la seva competència i competitivitat en el món. Una bona mostra d’això és que col·laboren de forma regular en el desenvolupament del programa rellevants professors de prestigi internacional:

Dr. S. Idelsohn (ICREA), Research Professor at CIMNE Espanya
Dr. C. Felippa, University of Colorado at Boulder, EUA
Dr. R. Lohner, University of Washington, EUA
Dr. J. Rojek, Institute of Fundamental Technological Research, Academy of Sciences, Polònia
Dr. F. Armero University of Berkeley, EUA
Dr. S. Botello, Universidad de Guanajuato, Mèxic
Dr. J. Hurtado, Universidad Nacional de Colombia, Colòmbia
Dr. M. Cerrolaza, Universidad Central de Venezuela, Veneçuela

També hi ha una gran interrelació del programa amb altres universitats i empreses en l’àmbit d’R+D+i. Els professors i estudiants col·laboren amb gran quantitat d’empreses en projectes d’R+D+i dins del marc de projectes conjunts finançats pels organismes responsables de la recerca, nacionals o de la Unió Europea. En els últims cinc anys, els professors i estudiants de programa han participat en nombrosos projectes de recerca obtinguts en convocatòries competitives en el marc dels programes nacionals o de la Unió Europea.

Justificació de la necessitat del programa

En les últimes dècades s’han produït grans avenços tecnològics que han contribuït a ampliar i millorar la profunditat i prestacions dels plantejaments i dels mètodes d’anàlisi estructural no només mitjançant unes eines de càlcul més potents i precises, sinó també en relació amb la solució dels problemes cada vegada més complexos que la societat necessita i planteja.

En aquest context, el Programa de Doctorat d’Anàlisi Estructural que es formula es justifica a partir d’una doble necessitat. D’una banda, s’introdueixen els continguts verticals relacionats amb l’anàlisi i el càlcul d’estructures. D’aquesta manera, s’estudia i analitza tot el conjunt de conceptes, metodologies i eines numèriques necessàries per calcular les diferents tipologies estructurals: bigues, plaques, làmines, etc. D’altra banda, s’introdueixen les diferents equacions constitutives que defineixen el comportament dels materials, i per tant la seva resposta estructural.

En segon lloc, es presenta una sèrie de continguts horitzontals relacionats amb la mecànica dels medis continus i amb la resolució dels problemes mitjançant tècniques numèriques. D’aquesta manera, s’estudia la resolució numèrica (lineal i no lineal) de les equacions de transmissió de calor, de la mecànica de la fractura, d’alguns complexos processos industrials (farciment de motlles, estampacions de xapa, laminatge, forjat, etc.) i de les equacions de Navier-Stokes, entre d’altres. Aquest plantejament dual fa que el Programa de Doctorat d’Anàlisi Estructural sigui únic a la Universitat Politècnica de Catalunya i cobreixi el camp propi de l’àrea de coneixement de la mecànica de mitjans continus i teoria d’estructures.

Objectius del programa

L’objectiu del Programa de Doctorat d’Anàlisi Estructural és formar investigadors de qualitat en el camp de l’anàlisi estructural, entenent-lo en el sentit més ampli dins de la mecànica dels medis continus i en el seu tractament mitjançant tècniques numèriques, fonamentalment d’elements finits. El programa se centra en dues vessants bàsiques:
• vessant metodològica
• aplicacions

Vessant metodològica

En aquest cas, els objectius del programa són:
• Aprofundir en el coneixement i tractament numèric de les tipologies estructurals més utilitzades: medi continu bidimensional i tridimensional, bigues, làmines i plaques.
• Progressar en el coneixement de les equacions constitutives dels materials a fi de poder-ne analitzar el comportament.
• Incorporar el plantejament numèric de les equacions diferencials i integrals que regeixen el comportament estructural dels materials.
• Analitzar amb diferents tècniques de resolució numèrica les equacions resultants de la discretització del continu, incloent-hi els problemes d’acoblament i la interacció.

Aplicacions

Tan aviat com els estudiants hagin adquirit els coneixements bàsics esmentats en el punt anterior, el programa estableix que els estudiants han d’optar per alguna especialització d’acord amb els objectius de la seva tesi doctoral. En aquest context, el Programa d’Anàlisi Estructural té en compte els camps següents:

- Enginyeria estructural, incloent-hi l’anàlisi sísmica, la patologies d’estructures, l’anàlisi numèrica de materials compostos i funcionals, etc.

- Solució de problemes multifísics: anàlisi termomecànica, interacció fluid-estructura, etc.

- Simulació numèrica de processos industrials: manufactura additiva, laminatge, soldadura, forjat, solidificació, embotició, etc.

Referents externs

Pràcticament totes les universitats de prestigi d’Amèrica, Europa i Àsia amb estudis de doctorat en l’àmbit de l’enginyeria civil en les seves diferents versions i modalitats (ambiental, mecànica o de materials) ofereixen doctorats relacionats amb l’anàlisi estructural. Els professors del Departament d’Enginyeria Civil i Ambiental de la UPC mantenen relacions estretes en temes de recerca amb molts professors d’aquestes universitats que es tradueixen en articles conjunts, així com en projectes de recerca coordinats. Fruit d’aquests contactes són també intercanvis i estades de professors i estudiants i la participació en tribunals de tesis doctorals en els diferents programes nacionals.

Mobilitat

Es preveuen estades en centres estrangers per portar a terme alguna activitat de recerca i/o participar en congressos, directament relacionats amb la tesi o amb qualsevol altre tema d’interès per a la formació dels doctorands.

Els projectes de recerca realitzats a través del Departament o en col·laboració amb centres de recerca relacionats amb aquest (per ex., el Centre Internacional de Mètodes Numèrics en Enginyeria), en consorcis europeus i en altres projectes internacionals faciliten aquesta mobilitat.

Menció de qualitat

El Programa de Doctorat d’Anàlisi Estructural ha estat destacat amb la Menció de Qualitat del Ministeri d’Educació i Ciència, amb avaluació prèvia de l’Agència Nacional d’Avaluació de la Qualitat i Acreditació amb el codi de Menció de Qualitat: MCD2005-00341. Menció concedida i renovada per als anys 2005, 2006, 2007 i 2008.
Veure fitxa completa