Análisis Estructural

Descripción

El Programa de Doctorado de Análisis Estructural nace en 1988 a partir de la consolidación del Departamento de Resistencia de Materiales y Estructuras en la Ingeniería en el marco de la Ley de reforma universitaria (LRU) y de los Estatutos de la Universidad Politécnica de Cataluña. El programa se creó para formar doctores en el ámbito de la mecánica de los medios continuos y la teoría de estructuras. Este ámbito de actuación es único en la Universidad Politécnica de Cataluña.

El programa se plantea teniendo en cuenta dos grandes referencias estratégicas. Por un lado, una fuerte dimensión internacional, para potenciar que lo cursen muchos estudiantes y que lo impartan algunos profesores extranjeros de Latinoamérica, Europa, Asia y África. Por otro lado, con proximidad, conceptual y en cuanto a los contenidos científicos que se imparten, a los desafíos y problemas de innovación que tiene la industria española y europea para mejorar su competencia y competitividad en el mundo. Una buena muestra de lo anterior es que colaboran de forma regular en el desarrollo del programa relevantes profesores de prestigio internacional:

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

También existe una gran interrelación del programa con otras universidades y empresas en el ámbito de I+D+i. Los profesores y estudiantes colaboran con gran cantidad de empresas en proyectos de I+D+i dentro del marco de proyectos conjuntos financiados por los organismos responsables de la investigación, nacionales o de la Unión Europea. En los últimos cinco años, los profesores y estudiantes del programa han participado en numerosos proyectos de investigación obtenidos en convocatorias competitivas en el marco de los programas nacionales o de la Unión Europea.

Justificación de la necesidad del programa

En las últimas décadas se han producido grandes adelantos tecnológicos que han contribuido a ampliar y mejorar la profundidad y prestaciones de los planteamientos y de los métodos de análisis estructural no solo mediante unas herramientas de cálculo más potentes y precisas, sino también en relación con la solución de los problemas cada vez más complejos que la sociedad necesita y plantea.

En este contexto, el Programa de Doctorado de Análisis Estructural que se formula se justifica a partir de una doble necesidad. Por un lado, se introducen los contenidos verticales relacionados con el análisis y el cálculo de estructuras. De esta forma, se estudia y analiza todo el conjunto de conceptos, metodologías y herramientas numéricas necesarias para calcular las diferentes tipologías estructurales: vigas, placas, láminas, etc. Por otro lado, se introducen las diferentes ecuaciones constitutivas que definen el comportamiento de los materiales, y por tanto su respuesta estructural.

En segundo lugar, se presenta una serie de contenidos horizontales relacionados con la mecánica de los medios continuos y con la resolución de los problemas mediante técnicas numéricas. De esta forma, se estudia la resolución numérica (lineal y no lineal) de las ecuaciones de transmisión de calor, de la mecánica de la fractura, de algunos complejos procesos industriales (relleno de moldes, estampaciones de chapa, laminado, forjado, etc.) y de las ecuaciones de Navier-Stokes, entre otras. Este planteamiento dual hace que el Programa de Doctorado de Análisis Estructural sea único en la Universidad Politécnica de Cataluña y venga a cubrir el campo propio del área de conocimiento de la mecánica de medios continuos y teoría de estructuras.

Objetivos del programa

El objetivo del Programa de Doctorado Análisis Estructural es formar investigadores de calidad en el campo del análisis estructural, entendiéndolo en el sentido más amplio dentro de la mecánica de los medios continuos y en su tratamiento mediante técnicas numéricas, fundamentalmente de elementos finitos. El programa se centra en dos vertientes básicas:
• vertiente metodológica
• aplicaciones

Vertiente metodológica

En este caso, los objetivos del programa son:
• Profundizar en el conocimiento y tratamiento numérico de las tipologías estructurales más utilizadas: medio continuo bidimensional y tridimensional, vigas, láminas y placas.
• Progresar en el conocimiento de las ecuaciones constitutivas de los materiales a fin de poder analizar su comportamiento.
• Incorporar el planteamiento numérico de las ecuaciones diferenciales e integrales que rigen el comportamiento estructural de los materiales.
• Analizar con diferentes técnicas de resolución numérica las ecuaciones resultantes de la discretización del continuo, incluyendo los problemas de acoplamiento y la interacción.

Aplicaciones

Tan pronto los estudiantes hayan adquirido los conocimientos básicos mencionados en el punto anterior, el programa establece que los estudiantes tienen que optar por alguna especialización de acuerdo con los objetivos de su tesis doctoral. En este contexto, el Programa de Análisis Estructural tiene en cuenta los campos siguientes:

- Ingeniería estructural, incluyendo el análisis sísmico, la patologías de estructuras, el análisis numérico de materiales compuestos y funcionales, etc.

- Solución de problemas multifísicos: análisis termomecánico, interacción fluido-estructura, etc.

- Simulación numérica de procesos industriales: manufactura aditiva, laminado, soldadura, forjado, solidificación, embutición, etc.

Referentes externos

Prácticamente todas las universidades de prestigio de América, Europa y Asia con estudios de doctorado en el ámbito de la ingeniería civil en sus distintas versiones y modalidades (ambiental, mecánica o de materiales) ofrecen doctorados relacionados con el análisis estructural. Los profesores del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la UPC mantienen estrechas relaciones en temas de investigación con muchos profesores de estas universidades que se traducen en artículos conjuntos, así como en proyectos de investigación coordinados. Fruto de estos contactos son también intercambios y estancias de profesores y estudiantes y la participación en tribunales de tesis doctorales en los distintos programas nacionales.

Movilidad

Se prevén estancias en centros extranjeros para realizar alguna actividad de investigación y/o participar en congresos, directamente relacionados con la tesis o con cualquier otro tema de interés para la formación de los doctorandos.

Los proyectos de investigación realizados a través del Departamento o en colaboración con centros de investigación relacionado con este (por ej., el Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería), en consorcios europeos y en otros proyectos internacionales facilitan esta movilidad.

Mención de calidad

El Programa de Doctorado de Análisis Estructural ha sido destacado con la Mención de Calidad del Ministerio de Educación y Ciencia, previa evaluación de la Agencia Nacional de Evaluación de la Calidad y Acreditación con el código de Mención de Calidad: MCD2005-00341. Mención concedida y renovada para los años 2005, 2006, 2007 y 2008.
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