ICV-320 MCANICA DE MATERIALES I Crditos: 4

Pre-req: ICV-305

DESCRIPCIN

Esta asignatura bsica est estructurada en tres vertientes: la primera corresponde al perodo de estudio en que se analizan las secciones transversales donde se producen los esfuerzos. En la segunda, se determina el esfuerzo cortante torsional mximo para flechas circulares slidas o macizas y huecas. Y la tercera, se enfoca en la construccin de los diagramas de esfuerzos causados por flexin y cortante.

OBJETIVO GENERAL

Al finalizar el curso el estudiante ser capaz de analizar y disear cualquier elemento sometido a cargas, definiendo el tipo de esfuerzo con el cual prueba la resistencia de soporte.

OBJETIVOS ESPECFICOS

Identificar y cuantificar los esfuerzos a los que esta sometido un elemento.

Conocer los lmites de elasticidad de diferentes materiales

Conocer la capacidad de los materiales para resistir esfuerzos.

CONTENIDOS

Unidad I. Conceptos Bsicos en la Resistencia de Materiales. Sistemas de unidades bsicas. Relaciones entre masa, fuerza y peso. Concepto de esfuerzo. Esfuerzo normal directo. Esfuerzo cortante directo. Esfuerzo de apoyo. Concepto de deformacin. Coeficiente de Poisson. Deformacin por cortante. Mdulo de elasticidad. Mdulo de elasticidad cortante. Propiedades de diseo de los materiales. Metales e el diseo mecnico. Acero, hierro fundido, aluminio y otros. Madera materiales compuestos.

Diseo de Elementos Estructurales Sometidos a Esfuerzo Directo. Diseo de miembros bajo tensin o comprensin directa. Esfuerzos normales de diseo. Factor de diseo. Mtodos para calcular el esfuerzo del diseo. Diseo por esfuerzo cortante. Diseo por esfuerzos de apoyo. Factores de concentracin de esfuerzo.

Unidad II. Esfuerzo Cortante Torsional y Deflexin Torsional. Par de torsin. Potencia y velocidad de rotacin. Esfuerzo cortante torsional en elementos estructurales de seccin transversal circular. Derivacin de la frmula para el esfuerzo cortante torsional. Momento polar de inercia de barras circulares slidas y huecas. Diseo de elementos circulares sometidos a torsin. Concentracin de esfuerza en elementos sometidos a torsin. Deformacin torsional elstica. Torsin en secciones no circulares.

Fuerzas Cortantes y Momentos Flexionantes en Vigas. Cargas en vigas, apoyos y tipos de vigas. Apoyos de vigas y reacciones en los apoyos. Fuerzas cortantes. Momentos flexionantes. Vigas con cargas distribuidas linealmente variables. Diagrama de cuerpo libre de componentes de estructuras. Anlisis matemtico de diagrama de vigas.

Unidad III. Centroide y Momentos de Inercia de reas. Concepto de centroide. Formulas simples. Centroide de formas complejas. Concepto de momento de inercia. Momento de inercia de figuras compuestas con el mismo eje centroidal. Momento de inercia de figuras compuestas. Caso general. Ejemplos. Momento polar de inercia. Momento de inercia mediante integracin. Ejemplos de aplicacin. Secciones compuestas hechas de perfiles comercialmente disponibles. Ejemplos.

Unidad IV. Esfuerzo Cortante Causado por Flexin. Formula de Flexin. Ejemplos. Condiciones para el uso de la formula de flexin. Distribucin del esfuerzo en la seccin transversal de una viga. Derivacin de la formula de flexin. Aplicacin. Anlisis de vigas. Ejemplos. Mdulo de seccin y procedimientos de diseo. Ejemplos de aplicacin. Concentraciones de esfuerzo. Ejemplos. Centro de Flexin (centro de cortante). Perfiles preferidos para secciones transversales de vigas. Ejemplos de aplicacin. Esfuerzo Cortantes en Vigas. Visualizacin de esfuerzos cortantes en vigas. Importancia de los esfuerzos cortantes en vigas. Formula general de cortante. Ejemplos. Formula de cortantes especiales. Ejemplos. Esfuerzo cortante de diseo. Flujo de cortante. Ejemplos de aplicacin.

METODOLOGA

Presentacin de los temas explicados por el profesor y la solucin de ejercicios de manera secuenciada de lo mas simple a lo mas complejo. Recuento de la clase anterior para continuar la prxima. Ponencias en clase sobre los temas dados, tomando como ejemplo un elemento sometido a cargas para analizar el tipo de esfuerzo y su capacidad de soporte. Breve explicacin sobre un problema tipo y luego pedir a los estudiantes que trabajen en parejas para averiguar el proceso o idea entorno a uno semejante.

Presentacin con apoyos visuales. Ejercicios prcticos en la pizarra. Trabajo para realizar en clase (equipo de 5 estudiantes como mximo). Requiere la supervisin cuidadosa del maestro. Los alumnos tienen que consultar a otros compaeros primero, antes de pedir ayuda al profesor. Tareas para la casa. Continuidad significativa de la clase para generar encuentros de estudiantes en la solucin de los problemas. Discusiones de grupos: Facilita el compromiso y la participacin de los estudiantes, los ayudan a expresarse con claridad, a justificar sus opiniones y a tolerar puntos de vistas distintos, les dan la oportunidad de pedir aclaraciones, examinar su pensamiento, seguir sus intereses personales y asumir la responsabilidad de tomar posiciones de liderazgo en el grupo.

RECURSOS

Libros de textos, cuadernos, lpices, calculadoras, reglas, entrevistas, internet, el Proyector de transparencia y el datashow.

SISTEMA DE EVALUACIN

Se evala la comprensin del trabajo en grupos, la forma de explicar y resolver problemas y la manera de integrar todo esto en las actividades de la realidad. Evaluar las formas innovativas de atacar y entrarle a los problemas. Practicar la auto evaluacin, en los cuales cada actor pondera sus propias practicas y resultados y la coevaluacin, mediante preguntas-respuestas. Corregir y calificar los ejercicios y tareas.

Se prevn momentos de heteroevaluacin, mediante la presentacin de pruebas parciales que abarcan temes de resolucin de problemas, de desarrollo, falso-verdadero, prueba de seleccin mltiple, de completar, pares de clasificacin y de respuesta corta, para evaluar el rendimiento de los estudiantes. El orden de colocacin de cada problema, en un examen, se presenta de los mas fciles a los mas difciles. Despus de una prueba parcial, alumnos y maestro revisan el examen para darle una calificacin justa. Se toma en cuenta el esfuerzo progresivo de los estudiantes al obtener una calificacin ascendente en cada parcial.

BIBLIOGRAFA

Texto

-Robert L. Mott, P.E. (2002). Resistencia de Materiales Aplicada. Mxico: Prentice Hall. 3era. Edicin.

Consulta

-Beer, Ferdinard P., Johnston JR, E. Russell y Dewolf, John T.. (2004). Mecnica de Materiales. Mxico: McGraw-Hill. 3era. Edicion

-Gere, James M. (2002). Mecnica de Materiales. Mxico: Thomson.Editores, S.A., 5ta. Edicin,

-Hibbeler, Russell (2006). Mecnica de Materiales. Espaa: Prentice Hall