Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales Curso 2016/2017. IDI116 Resistencia de materiales

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1 Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales Curso 2016/2017 IDI116 Resistencia de materiales

2 Asignatura: Resistencia de materiales Carácter: Básica Idioma: Español Modalidad: Presencial Créditos: 6 Curso: Tercero Semestre: Primero Grupo: 3ITI Curso académico: 2016/2017 Profesores/Equipo Docente: Rafael Barea y Enrique Prados (prácticas) 1. REQUISITOS PREVIOS Haber cursado las asignaturas de Física I y II 2. BREVE DESCRIPCIÓN DE CONTENIDOS I. Elasticidad 1. Estado tensional 2. Teoría de la deformación 3. Relación tensión-deformación 4. Planteamiento general del problema elástico. Estados bidimensionales 5. Torsión II. Resistencia de Materiales 6. Problema estático 7. Estados de tracción, compresión y cortadura 8. Tensiones en Uniones 9. Teoría general de la flexión 10. Deflexiones. Ecuación de la elástica 11. Resolución de hiperestaticidades 12. Pandeo 13. Energías de deformación 3. RESULTADOS DEL APRENDIZAJE - Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender el conocimiento de los principios de la Resistencia de Materiales. - Que los estudiantes tengan la capacidad de aplicar con criterio esos conocimientos al cálculo de tensiones y deformaciones de sólidos que garanticen un buen funcionamiento del conjunto mecánico. Resistencia de materiales [2] Departamento de Ingeniería Industrial

3 - Que los estudiantes puedan transmitir las soluciones de diseño propuestas, así como la descripción del funcionamiento de la máquina con claridad, utilizando con soltura los conceptos e ideas adquiridos en esta materia, así como sus representaciones gráficas y analíticas. - Que hayan desarrollado habilidades de aprendizaje que les permitan emprender las asignaturas posteriores de Procesos Industriales, con un alto grado de autonomía. Por tanto, se adquieren las siguientes competencias: CGT1, CGT2, CGT3, CGT7, CGS2, CGS3, CGS4, CGS6, CGP2, CGP4. Relación con las competencias: Las clases de teoría, problemas y prácticas serán la base sobre las que el alumno adquirirá el conocimiento y utilización de los principios de la resistencia de materiales y la capacidad de aplicar con criterio esos conocimientos al cálculo de tensiones y deformaciones de sólidos. En estas clases, el alumno adquirirá otras competencias como la capacidad de comunicarse utilizando correctamente el lenguaje científico-técnico y le facultará finalmente para aprender por sí mismo otros conceptos (autoaprendizaje). El estudio individual y la tutoría personalizada le ayudarán a aclarar y afianzar las competencias adquiridas en las clases de teoría, problemas y prácticas. Esta materia de Resistencia de Materiales dará soporte científico-técnico al alumno específicamente para alcanzar las siguientes competencias de la Orden CIN/351/2009 y de este plan de estudios: Conocimiento y utilización de los principios de la resistencia de materiales 4. ACTIVIDADES FORMATIVAS Y METODOLOGÍA Clases de teoría: (1.8 créditos ECTS) Las clases de teoría utilizan la metodología de Lección Magistral que se desarrollará en el aula empleando la pizarra y/o el cañón de proyección. Las clases de problemas se podrán impartir en aula de pizarra. Prácticas: (0.6 créditos ECTS). Las clases prácticas se llevarán a cabo en aula informática. Trabajo de prácticas: (0.6 créditos ECTS) Como resultado de las prácticas de la asignatura, el alumno realizará un trabajo que entregará al profesor obligatoriamente. Tutorías: (0.6 créditos ECTS) Consulta al profesor por parte de los alumnos sobre la materia en los horarios de tutorías o empleando mecanismos de tutoría telemática (correo electrónico y uso del campus virtual de la Universidad). Estudio individual: (2.4 créditos ECTS) Trabajo individual del alumno utilizando los apuntes de clase, libros de la biblioteca, o apuntes del profesor disponibles en el campus virtual. Para facilitar el estudio Resistencia de materiales [3] Departamento de Ingeniería Industrial

4 y la realización del trabajo de prácticas, el alumno puede acceder, en un horario amplio, a la biblioteca y al campus virtual de la asignatura, donde podrá descargar todos los apuntes, enlaces interesantes, etc. Con el estudio del alumno se completará el ciclo de aprendizaje de las competencias (conocer, saber aplicar, comunicar y autoaprendizaje) para pasar a la evaluación. 5. SISTEMA DE EVALUACIÓN 5.1. Convocatoria Ordinaria: Participación, prácticas, proyectos o trabajo de asignatura 10% Examen parcial. 20% Examen final. 60% Prácticas 10% Restricciones y explicación de la ponderación: Prueba escrita: Se realizarán dos exámenes escritos, uno parcial (que no libera materia), y otro final, donde se evaluarán: El aprendizaje de los contenidos adquiridos por el alumno en las clases de teoría, de problemas, en las tutorías y en su estudio individual. La utilización adecuada del lenguaje científico y técnico relativo a la Resistencia de Materiales, empleando con criterio las técnicas de resolución de problemas adecuadas a cada ejercicio. El examen parcial pondera un 20%, y el final un 60% de la nota final en la convocatoria ordinaria. El 20 % restante se asigna a la evaluación del trabajo de prácticas de la asignatura que el alumno debe entregar obligatoriamente. La ponderación tanto del examen parcial, como del trabajo de prácticas, solo se aplicará si el alumno obtiene al menos un 4.5 en el examen final. La no presentación del trabajo escrito de prácticas o la falta de asistencia injustificada a más de una suponen el suspenso automático de la asignatura en la convocatoria ordinaria y extraordinaria. La obtención de una nota inferior a 4 en el examen práctico supone el suspenso de la asignatura en la convocatoria ordinaria, guardando el resto de notas únicamente para la convocatoria extraordinaria de ese año. El alumno cuya suma ponderada no alcance 5 puntos se considera suspenso independientemente de la nota obtenida en el examen final. Resistencia de materiales [4] Departamento de Ingeniería Industrial

5 5.2. Convocatoria Extraordinaria En la convocatoria extraordinaria la calificación final se obtiene como suma ponderada entre la nota del examen final extraordinario (80%) y las calificaciones obtenidas por prácticas (20%) siempre que la nota del examen extraordinario sea igual o superior a 4.5. El alumno cuya suma ponderada no alcance 5 puntos se considera suspenso independientemente de la nota obtenida en el examen final. Resultados del aprendizaje: Los efectos que cabe asociar a la realización por parte de los estudiantes de las actividades formativas anteriormente indicadas, son los conocimientos de la materia, la aplicación con criterio de los métodos de análisis y técnicas descritos en ella, redactar utilizando un lenguaje preciso y adecuado a la misma, y aprender por sí mismo otros conocimientos relacionados con la materia, que se demuestran: En la realización de los exámenes parcial, final y extraordinario en su caso. En sus intervenciones orales en clase. En la memoria del trabajo de prácticas obligatorio que el estudiante entrega. Aclaraciones sobre la materia: TEMAS ESPECÍFICOS DE RESISTENCIA DE MATERIALES: Cualidades plásticas, elásticas y de resistencia de los materiales. Energía y deformaciones. Métodos de cálculo elástico y plástico. Idoneidad de su uso. La normativa como guía del proceso de comprobación de estructuras Iniciación al cálculo de estructuras mediante programas informáticos. PRÁCTICAS DE ESTA ASIGNATURA: Análisis de la resistencia mecánica a compresión, tracción y flexión de materiales estructurales. Ejercicios de elasticidad empleando programas informáticos Ejercicio de sistemas planos de estructuras. Ejercicio de sistemas tridimensionales. Práctica en el uso de galgas extensométricas Ejercicio por métodos energéticos de una estructura. Ejemplo de cálculo empleando programas informáticos 6. BIBLIOGRAFÍA Bibliografía básica: Ortiz Berrocal: "Elasticidad", McGraw-Hill.(Cualquiera de las ediciones) Gere, J. M. y Timoshenko, S. P.: "Mecánica de Materiales", International Thomson Editores. (Cualquiera de las ediciones) Ortiz Berrocal: "Resistencia de materiales", McGraw-Hill. (Cualquiera de las ediciones) Resistencia de materiales [5] Departamento de Ingeniería Industrial

6 Bibliografía complementaria: Martin H.Sadd: Elasticity Ed. Academic Press Feodósiev, V.I.: "Resistencia de materiales", Editorial URSS. Feodósiev, V.I.: "Resistencia de materiales.solución de problemas de Elevada dificultad con soluciones detalladas". vol 1, Editorial URSS Feodósiev, V.I.: "Resistencia de materiales.solución de problemas de Elevada dificultad con soluciones detalladas". vol 2, Editorial URSS. Feodósiev, V.I.: "Resistencia de materiales.solución de problemas de Elevada dificultad con soluciones detalladas". vol 3, Editorial URSS Manuel Vazquez Fernandez Resistencia de Materiales, Noela Mariano Rodríguez- Avial, Víctor Zubizarreta, Juan José Anza Problemas de elasticidad y resistencia de materiales Editorial UPM 7. BREVE CURRICULUM Rafael Barea del Cerro Profesor de Elasticidad, Resistencia de materiales y Procesado Industrial Doctor por la UAM, Ingeniero de Materiales por la UPM, Licenciado en CC Físicas y Diplomado en Magisterio por la UCM. Especialista universitario en elementos finitos en problemas térmicos por la UNED. Experiencia investigadora durante siete años en diferentes centros del CSIC. Colabora como profesor en el curso de Ingeniero Europeo de Soldadura de CESOL. Inspector nivel 2 en líquidos penetrantes por la AEND. Especialidades: procesamiento y caracterización de materiales cerámicos, en modelos matemáticos y simulación (redes neuronales, lógica difusa, elementos finitos, modelización de propiedades no lineales de materiales ). 8. LOCALIZACIÓN DEL PROFESOR Profesor y coordinador de la asignatura: Prof. Rafael Barea Despacho rbarea@nebrija.es Teléfono: Profesor de prácticas: Prof. Enrique Prados Despacho eprados@nebrija.es Teléfono: Resistencia de materiales [6] Departamento de Ingeniería Industrial

7 9. CONTENIDO DETALLADO DE LA ASIGNATURA TÍTULO: Grado en Ingeniería en Tecnologías industriales CURSO ACADÉMICO: 16/17 ASIGNATURA: Resistencia de materiales CURSO: Tercero SEMESTRE: Primero CRÉDITOS ECTS: 6 Sesión Sesiones de Teoría, Práctica y Evaluación continua Estudio individual y trabajos del alumno Horas Presenciales Horas Estudio y Trabajo Introducción al estudio de la Elasticidad: Concepto de tensión Estado tensional en los sólidos elásticos: Estado Tensional Estado Tensional en los sólidos elásticos: Matriz de tensiones 1,5 0,5 1,5 1 4 Estado Tensional en los sólidos elásticos Cambio de sistema de Referencia y Elipsoides de Lamé 5 Estado tensional en los sólidos elásticos. Tensiones y direcciones principales. Círculos de Mohr 6 Teoría de la Deformación. Matriz de Deformación 7 8 Teoría de la Deformación. Direcciones y deformaciones principales. Circulo de Mohr Relaciones entre tensiones y deformaciones. Ley de Hooke. Generalización y Ecuaciones de Lamé 9 Relaciones entre tensiones y deformaciones 10 Planteamiento General del Problema Elástico Elasticidad bidimensional en coordenadas cartesianas. Problemas Elasticidad bidimensional en coordenadas cartesianas. Función de Airy 13 Torsión 14 Examen Parcial Preparación 1, Resistencia de materiales: Criterios de Resistencia 16 Resistencia de materiales: Reacciones en apoyos. Sistemas iso e hiperestáticos 1,5 1 Resistencia de materiales [7] Departamento de Ingeniería Industrial

8 17 Tracción. 18 Compresión. Estructuras articuladas simples 19 Cortadura 20 Fallos de Unión 21 Teoría general de flexión: Pura, simple y desviada 22 Teoría general de flexión: Relación Cortante-Momento. Teoría de Euler-Bernouilli y Ley de Navier 23 Centro de gravedad, Perfiles y Momentos de Inercia 24 Cortante en Flexión simple. Calculo del Momento estático 25 Ecuación diferencial de la elástica 26 Flexión hiperestática: Vigas hiperestáticas. Métodos de cálculo de vigas hiperestáticas de un solo tramo 27 Flexión hiperestática: Teorema de Mohr 28 Pandeo: Euler 29 Potencial Interno, Principio Saint-Venant, Concentración de esfuerzos 30 Introducción al Maple: Unidades. Matrices, vectores, multiplicación de matrices. Productos vectoriales. 31 Autovalores, Autovectores. Invariantes. Asignación de variables. 32 Maple: Circulo de Mohr, Tensión y deformación Plana. 33 Elasticidad. Airy.Torsión. 34 Colocación de galgas extensométricas. Cálculo de pesos 35 con galgas a partir de medidas de deformaciones 36 Maple Resistencia: Resolución de sistemas de 37 ecuaciones, representación gráfica, Selección de perfiles 38 Maple: Integración de EDO para la elástica. Soluciones 39 Pandeo. Optimización. Calculo de Potencial Interno 1,5 1 1, Evaluación Final Ordinaria y Extraordinaria Preparación 1,5 10 Resistencia de materiales [8] Departamento de Ingeniería Industrial

9 Horas Totales Horas Tutorías 15 Horas Presenciales 75 Total Presenciales y Estudio 150 ECTS Horas Sesiones Clases de teoría 1, Clases prácticas en el laboratorio 0, Trabajo de prácticas 0,6 15 Tutorías 0,6 15 Estudio individual 2,4 60 TOTAL Horas presenciales 75 Horas de estudio 75 Total de horas 150 Resistencia de materiales [9] Departamento de Ingeniería Industrial