Facultad de Ingeniería Civil

Transcripción

1 I. DATOS GENERALES 1.0. Escuela Profesional : Ingeniería Civil 1.1. Departamento Académico : Ingeniería Civil 1.2. Semestre Académico : 2016-I 2016.II 1.3. Ciclo de Estudios : QUINTO 1.4. Créditos : Condición : Obligatorio 1.6. Horas Semanales : Teoría: 05, Práctica: Pre-requisitos : Estática 1.8. Profesores Responsables : Ing. Castañeda Hurtado, Elizabeth (R) II. III. SUMILLA La asignatura de Resistencia de Materiales I estudia los fenómenos de esfuerzos y deformaciones en cuerpos sometidos a la acción de: fuerzas axiales, de corte, momentos de torsión, de flexión, aplicados aisladamente o de manera combinada. OBJETIVOS OBJETIVOS GENERALES Proporcionar al alumno, los conceptos básicos fundamentales de la mecánica del comportamiento físico de los diversos elementos que conforman una estructura. Mostrar los diferentes tipos de esfuerzos simples y sus deformaciones generadas, enseñando al alumno a reconocerlos y cuantificarlos correctamente. Capacitar al alumno en las técnicas de análisis y el diseño de elementos estructurales. OBJETIVOS ESPECIFICOS Que el alumno de Ingeniería Civil pueda: Determinar esfuerzos y deformaciones en: Barras solicitadas axialmente (Fuerza externa, Peso propio, Temperatura, Error de montaje), Barras de estructuras reticulares, Recipientes y tuberías a presión, Ejes a torsión, y Barras a flexión (Vigas). Identificar y cuantificar los diversos tipos de cargas. Diseño de: Elementos de unión, Barras cargadas axialmente, Recipientes de pared delgada y tuberías, Ejes a torsión, y Elementos a flexión. IV. PROGRAMACION DE CONTENIDOS PRIMERA SEMANA CONCEPTOS BÁSICOS EN EL ESTUDIO DE LA RESISTENCIA DE MATERIALES.- Campo de acción de esta disciplina. Interacción con la Mecánica. Descripción y terminología de los elementos estructurales más comunes. Hipótesis introducidas en su estudio, limitaciones en su aplicación. Fuerzas exteriores (Cargas): Tipos de cargas. Simplificación e Idealización de cargas en los análisis de equilibrio. Fuente: HIBBELER, R.C. Mecánica de Materiales Ed. Pretince Hall. México.1997, Tercera Lectura (Introducción, Pág. 2) Lectura: (Tensión, Compresión y Cortante, Pág. 1-2) SEGUNDA SEMANA ESFUERZO.- Equilibrio de un cuerpo deformable. Análisis de las fuerzas internas. Noción de esfuerzo. Esfuerzo normal y esfuerzo cortante promedios. Esfuerzo de contacto o de aplastamiento. Esfuerzo permisible. 1 de 5

2 Solicitación uniaxial: Variación de los esfuerzos según el plano considerado. Fuente: HIBBELER, R.C. Mecánica de Materiales Ed. Pretince Hall. México.1997, Tercera Lectura: (Esfuerzo, Pág ) GERE-TIMOSHENKO Mecánica de Materiales Grupo Editorial Ibero América 1986, Segunda Lectura: (Esfuerzo Normal y deformaciones, Pág. 3-4) TERCERA SEMANA PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES Introducción a las técnicas de ensayo y medición de las deformaciones. Diagrama esfuerzo-deformación unitaria de materiales dúctiles y frágiles. Ley de Hooke. Deformación uniaxial. Esfuerzo máximo. Esfuerzo de trabajo. Factor de seguridad. Diagramas de efectos axiales (Fuerza axial, Esfuerzo normal y Deformación axial). Energía de deformación. Deformación transversal por efecto axial. Razón de Poisson. Diagrama esfuerzo-deformación unitaria en cortante. Falla de materiales por flujo plástico y por fatiga. DEFORMACIÓN UNITARIA Deformación. Deformación Unitaria. Fuente: HIBBELER, R.C. Mecánica de Materiales Ed. Pretince Hall. México. 1997, Tercera Lectura: (Propiedades mecánicas de los materiales, Pág ; Deformación Unitaria, Pág 70-71) Lectura: (Diagramas esfuerzo-deformación, Pág. 9-27; Esfuerzo normal y deformación, Pág. 5) CUARTA SEMANA CARGA AXIAL Principio de Saint-Venant. Deformación elástica de un miembro cargado axialmente. Principio de superposición. Deformación axial en barras rectas y de sección variable. Fuente: 0HIBBELER, R.C. Mecánica de Materiales Ed. Pretince Hall. México.1997, Tercera Lectura: (Carga axial, Pág ) Lectura: (Miembros cargados axialmente, Pág ) QUINTA SEMANA DEFORMACIÓN Y ESFUERZO AXIAL POR PESO PROPIO. SÓLIDOS DE IGUAL RESISTENCIA. Fuente: HIBBELER, R.C. Mecánica de Materiales Ed. Pretince Hall. México.1997, Tercera Lectura: (Carga axial, Pág ) Lectura: (Miembros cargados axialmente, Pág y 52-53) SEXTA SEMANA ALGUNOS CASOS DE ESTRUCTURAS HIPERESTÁTICAS EN SOLICITACIÓN AXIAL. Fuente: HIBBELER, R.C. Mecánica de Materiales Ed. Pretince Hall. México. 1997, Tercera Lectura: (Carga axial, Pág ) Lectura: (Miembros cargados axialmente, Pág ) 2 de 5

3 SEPTIMA SEMANA ESFUERZOS DE ORIGEN TÉRMICO. Consideraciones a tenerse en cuenta para disminuir o neutralizar los efectos de las deformaciones térmicas. ESFUERZOS POR FALLAS DE MONTAJE Tolerancias y especificaciones. Fuente: HIBBELER, R.C. Mecánica de Materiales Ed. Pretince Hall. México.1997, Tercera Lectura: (Carga axial, Pág. 152) Lectura: (Miembros cargados axialmente, Pág ) Fuente: STIOPIN P.A. Resistencia de Materiales Ed. MIR Moscu 1976, Segunda Lectura: (Tensiones originadas durante el montaje, Pág ) OCTAVA SEMANA EXAMEN PARCIAL NOVEVA SEMANA TORSION.- Introducción a los efectos de torsión. Diagrama de variación del momento torsor. Hipótesis fundamentales. Deducción de fórmulas para calcular árboles de sección circular maciza o hueca. Transmisión de potencia. Acoples de ejes por bridas. Miembros estáticamente indeterminados cargados con pares de torsión. Fórmulas empíricas para barras no circulares. Fuente: HIBBELER, R.C. Mecánica de Materiales Ed. Pretince Hall. México. 1997, Tercera Lectura: (Torsión, Pág ) Lectura: (Torsión, Pág ) DECIMA SEMANA FLEXION Interpretación de la fuerza cortante y del momento flector. Relaciones entre carga, fuerza cortante y momento flector. Técnicas formales (Analíticas) y usuales (Semi-gráficas) de diagramación. Fuente: HIBBELER, R.C. Mecánica de Materiales Ed. Pretince Hall. México. 1997, Tercera. Lectura: (Diagramas de fuerza cortante y momento flexionante, Pág ) Fuente: GERE-TIMOSHENKO Mecánica de Materiales Grupo Editorial Ibero América1986,Segunda Lectura: (Diagramas de fuerza cortante y momento flexionante, Pág ) DECIMA PRIMERA SEMANA ESFUERZOS EN VIGAS Introducción e hipótesis de cálculo. Deducción de la fórmula general de la flexión. Esfuerzos normales por flexión. Deducción de la fórmula del esfuerzo cortante Fuente: HIBBELER, R.C. Mecánica de Materiales Ed. Pretince Hall. México.1997, Tercera Lectura: (La fórmula de la flexión, Pág. 290) Lectura: (Esfuerzos en vigas, Pág ) 3 de 5

4 DECIMA SEGUNDA SEMANA RECIPIENTES DE PAREDES DELGADAS Recipientes a presión de pared delgada.- Deducción de la fórmula de La Place. Esfuerzos tangenciales y longitudinales. Diseño de recipientes para almacenar fluidos. Verificación de los esfuerzos en tuberías a presión. Fuente: HIBBELER, R.C. Mecánica de Materiales Ed. Pretince Hall. México. 1997, Tercera Lectura: (Recipientes de presión de pared delgada, Pág. 414) Fuente: GERE-TIMOSHENKO Mecánica de Materiales Grupo Editorial Ibero América 1986Segunda Lectura: (Recipientes esféricos y cilíndricos sometidos a presión, Pág ) DECIMO TERCERA SEMANA TRANSFORMACION DEL ESFUERZO Variación de los esfuerzos según la orientación del elemento. Estados de deformación biaxial y triaxial. Ley generalizada de Hooke. Esfuerzos debido a solicitaciones biaxiales. Esfuerzo plano. Transformación del esfuerzo plano. Método analítico y método gráfico (Círculo de Mohr). Esfuerzos principales y esfuerzo cortante máximo en el plano. Esfuerzo en un punto. Cálculo analítico de la variación del esfuerzo en un punto. Círculo de Mohr. Fuente: HIBBELER, R.C. Mecánica de Materiales Ed. Pretince Hall. Mexico. 1997, Tercera Lectura: (Transformacion del esfuerzo, Pág ) Lectura: (Análisis de esfuerzo y deformación, Pág ; Esfuerzo Triaxial, Pág ) DECIMO CUARTA SEMANA TRANSFORMACION DE LA DEFORMACION UNITARIA Deformación unitaria plana. Ecuaciones generales de la transformación de la deformación unitaria plana. Círculo de Mohr para deformaciones unitarias planas. Rosetas de deformación unitaria. Relación entre módulos de deformación elásticos transversal y longitudinal. Fuente: HIBBELER, R.C. Mecánica de Materiales Ed. Pretince Hall. México. 1997, Tercera Lectura: (Transformación de la deformación unitaria, Pág ) Lectura: (Deformación plana, Pág ) DECIMO QUINTA SEMANA EXAMEN FINAL DECIMO SEXTA SEMANA EXAMEN SUSTITUTORIO DECIMO SEPTIMA SEMANA EXAMEN DE APLAZADOS V. METODOLOGIA La metodología de la enseñanza de la asignatura se basa en exposiciones orales (Mientras no se disponga de un Laboratorio de Ensayo de Materiales debidamente equipado), motivando al alumno para que intervenga en clases, también se realizan seminarios y prácticas dirigidas a fin que los alumnos adquieran la debida destreza en la resolución de problemas prácticos. La asimilación del material contenido en esta asignatura, exige del alumno su total dedicación al estudio de los diversos temas expuestos en cada clase, desarrollando el mayor numero posible de ejercicios, 4 de 5

5 para adquirir la debida destreza y confianza en sí mismo. Se recomienda realizar dos horas de estudio personal por cada hora de clase, es decir, el alumno debe estudiar fuera del aula, un promedio de diez horas semanales. VI. EQUIPOS Y MATERIALES Equipo: Computadora con software de Hoja de Cálculo (Excel) y de Presentaciones Gráficas (Power Point), Proyector multimedia y ecran. Materiales: Papel para fotocopiar separatas y tablas, Disquetes, Compact Disk regrabable, Plumones para pizarra acrílica. VII. EVALUACION La evaluación de la asignatura es permanente e integral, en función de los objetivos programados. Se efectuará de conformidad con las normas vigentes en la FIC-UNFV, las cuales indican lo siguiente: SISTEMA DE EVALUACIÓN SES-5 PF 3EP 4EF npp 7 n Primer examen parcial: Promedio de prácticas: Peso tres, Examen final: Peso cuatro Peso variable (n) Nota: Se darán cuatro prácticas y se puede eliminar hasta una de ellas (n = 3). La nota mínima aprobatoria es de ONCE según la escala de calificación vigesimal. Se controlará la asistencia a clase de todos los alumnos matriculados en la signatura, según lo estipulado en el D.L. N 739 (1980) y en el Estatuto de la UNFV. VIII. FUENTES DE INFORMACION O BIBLIOGRAFIA 1. HIBBELER, R.C. Mecánica de Materiales Ed. Pretince Hall. México 1997, Tercera 2. GERE-TIMOSHENKO Mecánica de Materiales Grupo Editorial Ibero América 1986, Segunda 3. SINGER, Ferdinand Resistencia de Materiales Ed. HARLA 1982, Tercera 4. BEER & JOHNSTON Mecánica de Materiales Ed. Mc.Graw Hill 1982, Primera 5. STIOPIN P.A. Resistencia de Materiales Ed. MIR Moscu 1976, Segunda 5 de 5