- Todos. - Todos. - Todos. Proporciona los conocimientos científicos para el diseño de elementos mecánicos

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1 Nombre de la asignatura: Mecánica de Sólidos. Carrera : Ingeniería Mecánica Clave de la asignatura: MCM-934 Clave local: Horas teoría horas practica créditos: UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA A) RELACIÓN CON OTRAS ASIGNATURAS DEL PLAN DE ESTUDIO - Estática ASIGNATURAS ANTERIORES TEMAS - Segundo momento de área - Diagrama de cuerpo libre - Cálculo Vectorial - Ecuaciones Diferenciales - Operaciones con vectores - Ecuaciones diferenciales parciales - Dibujo - Propiedad de los Materiales - Resistencia de Materiales - Dibujo descriptivo - Diagramas a mano alzada - Todos - Todos POSTERIORES ASIGNATURAS - Mecánica del Medio Continuo. TEMAS - Estado general de esfuerzos - Estado general de esfuerzos - Simetría del material - Estado general de deformaciones - Fundamentos de Diseño mecánico - Mecánica de Sólidos II - Estado general de esfuerzos. - Todos B) APORTACIÓN DE LA ASIGNATURA AL PERFIL DEL EGRESADO Proporciona los conocimientos científicos para el diseño de elementos mecánicos. 3.- S GENERALES DEL CURSO - 1 -

2 Analizar los esfuerzos y deformaciones de sólidos sujetos a estados generales de cargas, y los casos particulares de análisis de esfuerzos y/o deformaciones en columnas, elementos curvos, y piezas sujetas a cargas radiales. 4.-TEMARIO NUMERO TEMAS SUBTEMAS I Estado General de Esfuerzos 1.1 Elemento diferencial. 1. Simetría del tensor de esfuerzos. 1.3 Esfuerzos en planos arbitrarios. 1.4 Esfuerzos principales. 1. Planos principales. 1.6 Esfuerzos en dos dimensiones. 1.7 interpretación gráfica del tensor de esfuerzos, mediante el círculo de Mohr. 1.3 Aplicaciones Tensor de esfuerzos generado por carga axial Tensor de esfuerzos generado por carga cortante Tensor de esfuerzos generado por momento torsor Tensor de esfuerzos generado por momento flexor Tensor de esfuerzos generado por presiones internas Tensor de esfuerzos generado por solicitaciones combinadas. II Estado General de Deformaciones.1 Concepto de desplazamiento de un cuerpo:.1.1 Traslación..1. Rotación..1.3 Alargamiento.. características de la deformación en un elemento diferencial (Modelo local)..3 Estado general de deformaciones..4 Deformación volumétrico.. Distorsión..6 Deformaciones principales..7 Interpretación gráfica de un estado de deformaciones por círculo de Mohr. III Ley Generalizada de Hooke 3.1 Propiedades elásticas de los materiales Modulo de Young Modulo de Poisson Modulo de cortante Constante volumétrica o modulo de compresibilidad. 3. Isotropía en materiales. 3.3 Relaciones Esfuerzo-Deformación para materiales elásticos. IV Métodos Energéticos 4.1 Energía de deformación en elementos simples sujetos a carga axial flexión y torsión. 4. Teorema de Castigliano 4.3 Aplicaciones del teorema de Castigliano - -

3 V Columnas.1 Columnas con carga concéntrico.. Columnas con carga excéntrica..3 Fórmulas empíricas, de la AISC y de la secante. VI Uniones 6.1 Definiciones y tipos de uniones. 6. Uniones soldadas Resistencia de juntas simples. 6.. Clasificación de los materiales de aparte y características Resistencia de juntas con carga excéntrica. 6.3 Uniones remachadas o atornilladas Clasificación de los elementos de sujeción Resistencia de juntas simples Resistencia de juntas con carga excéntrica VII Esfuerzos en Piezas Sometidas a Fuerzas Radiales. 7.1 Esfuerzos en cilindros de pared gruesa sujetos a presión interna y externa. 7. Esfuerzos en piezas axisimétricas giratorias. 7.3 Calculo de deformaciones en vigas curvas VIII Vigas Curvas 8.1 Indica de curvatura. 8. Radio de curvatura de la línea neutra. 8.3 Esfuerzos máximos en vigas curvas..- APRENDIZAJES REQUERIDOS Conocer y evaluar el concepto de: - Centro de masa - Centroide - Monto de inercia - Diagramas de un cuerpo libre Manejar el álgebra sectorial y conocer el concepto de tensor. Resolver ecuaciones diferenciales parciales. 6.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS - Definir a partir del elemento diferencial el tensor de esfuerzos. - Determinar los esfuerzos en planos arbitrarios, los esfuerzos Principales así como sus direcciones. Analítica y gráficamente. - Evaluar esfuerzos principales experimentalmente - Ejemplificar con problemas tipos los diferentes tensores de esfuerzos generados por los diferentes tipos de carga. - Definir y Ejemplificar los conceptos de : transacción rotación y alargamiento. - Determinar el estado general de deformaciones en un elemento sujeto a carga - Definir el caso de deformación volumétrica y la distorsión en un elemento. - Evaluar el estado de deformaciones principales y presentar un estado de deformaciones gráficamente. - Evaluar experimentalmente el modulo de Young, el modulo de Poisson y modulo de cortante. - Ejemplificar el concepto de isotropía con pruebas mecánicas a tensión y compresión en diferentes materiales

4 - Presentar las ecuaciones de las relaciones esfuerzo-deformación y discutir la importancia de estas relaciones para materiales elásticos. - Realizar un análisis de vigas sujetas a diferentes tipos de cargas axiales mediante problemas tipo - Evaluar La carga critica de vigas sometidas a cargas axiales, seleccionar tos perfiles económicos - Ejemplificar diferentes tipos de uniones - Evaluar teórica y experimentalmente la resistencia de uniones sólidas, remachadas o atornilladas sujetas a cargas simétricas y asimétricas. - Evaluar experimental y analíticamente los esfuerzos en recipientes sujetos a presión. - Determinar el radio de curvatura de la Línea neutral así como los esfuerzos en vigas curvas de diferentes secciones. - Presentar experimentalmente modelos foto elásticos de elementos curvos 7.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN - El alumno definirá La simetría de esfuerzos. - El alumno dado un elemento diferencias, determinará el tensor de esfuerzos - EL alumno mediante problemas tipo, determinará: los esfuerzos principales, determinará - las direcciones principales y evaluará los esfuerzos en planos arbitrarios. - El alumno ejemplificará los conceptos de traslación, rotación y alargamiento. - Dado un estado general de deformaciones determinará Las deformaciones principales y sus direcciones, analítica y gráficamente. las deformaciones volumétricas y las deformaciones por distorsión - Presentará un reporte de los valores de los módulos de Young, Poisson y Cortante de diversos materiales. - Presentará un reporte de materiales isotrópicos y materiales anisotrópicos - Dado un esfuerzo general de deformaciones, determinará el estado de esfuerzos correspondiente, analítica y gráficamente. - Mediante problemas tipo, el alumno determinará te carga critica en elementos cargados - axialmente bajo diferentes condiciones de sujeción y seleccionará, de manuales comercia- les, los perfiles más económicos. - Investigará sobre los diferentes tipos de uniones, simbologías, normas que aplica a las uniones. - Presentará un reporte de pruebas realizadas a diversos tipos de uniones y a través de - problemas tipo evaluará analíticamente la resistencia de las uniones. - Entregará un reporte de diversos recipientes sometidos a presión, presentando resultados teóricos y experimentales. - Mediante problemas tipo, determinará la resistencia de los elementos curvos. - Evaluación teórica al final de cada unidad. - Nota: los puntos 6 y 7 deberán ser desarrollados y/o enriquecidos en Las academias correspondientes en conjunto con el departamento de desarrollo académico. 8 UNIDADES DE APRENDIZAJE NUMERO DE UNIDAD: I NOMBRE DE LA UNIDAD: ESTADO GENERAL DE ESFUERZOS

5 Evaluará los esfuerzos principales de un sólido sujeto a cargas. 1.1 Presentar el elemento diferencia[ con los esfuerzos normales y cortantes en cada plano. 1. Determinar La simetría de los esfuerzos cortantes aplicando el concepto de momento con respecto a un eje. 1.3 Definir los esfuerzos en planos arbitrarios. 1.4 Definir el concepto de esfuerzos principales cuando los esfuerzos cortantes se eliminan. 1. Determinar por la ecuación general de esfuerzos principales la dirección de los planos principales. 1.6 Analizar los casos de esfuerzos en dos dimensiones Determinar los esfuerzos en cualquier plano de un punto y los esfuerzos principales empleando el círculo de Mohr. 1.8 Resolver problemas específicos en elementos necesarios sujetos a carga axial, cortante, momento torsor, momento flector, combinación de éstas cargas y presiones externas. NUMERO DE UNIDAD: II NOMBRE DE LA UNIDAD: ESTADO GENERAL DE DEFORMACIONES. Evaluará las deformaciones principales en sólidos sujetos a carga..1 Describir los conceptos de desplazamiento, de traslación rotación y alargamiento de un cuerpo.. Describir el elemento diferencial de deformaciones obtener el estado general de las deformaciones de un sólido sujeto a cargas. 8.4 Describir el concepto de deformación volumétrica y distorsión de un elemento sujeto a cargas.. Determinar la ecuación general de deformaciones principales. - -

6 .6 Determinar las deformaciones en cualquier punto así como las deformaciones principales empleando el círculo de Mohr. NUMERO DE UNIDAD: III NOMBRE DE LA UNIDAD: LEY GENERALIZADA DE HOOKE. Aplicará las relaciones Esfuerzo-Deformación para resolver problemas en materiales elásticos. 3.1 Presentar las diferentes relaciones de las constantes elásticas. 3. Describir los conceptos de la isotropía y de la anisotropía en los sólidas. 3.3 Definir la Ley generalizada de Hooke y sus limitaciones. 3.4 Resolver problemas aplicando las relaciones esfuerzo-deformación de materiales elásticos NUMERO DE UNIDAD: IV NOMBRE DE LA UNIDAD: MÉTODOS ENERGÉTICOS Determinar los esfuerzos en elementos sometidos a flexión asimétrica. 4.1 Resolver problemas de vigas asimétricas empleando Los métodos de ejes principales y teoría generalizada de flexión. 4. Localizar el centro cortante en vigas sujetas a cargas laterales. 1 4 NUMERO DE UNIDAD: V NOMBRE DE LA UNIDAD: COLUMNAS Aplicará Los criterios utilizados en el análisis de columnas para determinar cargas críticas..1 Definir el concepto de columna.. Clasificar los tipos de columna en cuanto al tipo de apoyo

7 .3 Definir y aplicar las ecuaciones de Euler y Johanson.4 Diferenciar las columnas con carga excéntrica y concéntrico.. Aplicar Las fórmulas de la secante, de la AISC (American Institute of Steal Construction), y la empírica a la solución de problemas. NUMERO DE UNIDAD: VI NOMBRE DE LA UNIDAD: UNIONES Determinará las dimensiones de las uniones con base a las cargas. 6.1 Describir los diferentes tipos de uniones y ejemplificar con aplicaciones. 6. Clasificar los diferentes materiales de aporte (electrodos) con relación a su resistencia. 6.3 Calcular la resistencia y dimensionar juntas soldadas sujetas a carga axial y cargas excéntricas Calcular la resistencia y dimensiones juntas remachadas sujetas a carga axial y excéntricas. 6. Clasificar los diferentes elementos de sujeción empleado en uniones remachadas. NUMERO DE UNIDAD: VII NOMBRE DE LA UNIDAD: ESFUERZOS EN PIEZAS SOMETIDAS A FUERZAS RADIALES Determinará los esfuerzos en sólidos sometidos a fuerzas radiales. 7.1 Definir los esfuerzos generados en cilindros de pared gruesa sujetas a presión interna y externa. 7. Aplicar los conceptos de esfuerzos en cilindros de pared gruesa expuestos a presión

8 7.3 Definir los esfuerzos en piezas giratorias y aplicar las mismas en la resolución de problemas. NUMERO DE UNIDAD: VIII NOMBRE DE LA UNIDAD: VIGAS CURVAS Determinará los esfuerzos máximos y su distribución en vigas curvas. 8.1 Definir y determinar el índice de curvatura. 8. Determinar el radio de curvatura de la línea neutra. 8.3 Calcular los esfuerzos máximos y su posición en vigas curvas BIBLIOGRAFÍA 1.- DIAS AGUILARIZAPATA RESISTENCIA DE MATERIALES ED. LIMUSA, MEXICO. 4.- SINGER FERDINAND RESISTENCIA DE MATERIALES ED. HARLA, MEXICO. 7.- HIGDON A, OHLSEN E, STILES W.B, WEESE J.A. AND RILEY W. MECHANICS OF MATERIALS. ED. JOHN WILEY.- POPOV, IGOR P. INTRODUCCION A LA MECANICA DE SÓLIDOS ED. LIMUSA, MEXICO..- BORESI A.P. AND SIDERBOTTOM O.M. ADVANCED MECHANICS OF MATERIALS ED. JOHN WILEY 8.- BOWES W.H, RUSSEL I.T., AND SUTER G.T. MECHANICS OF ENGINEERING MATERIALS ED. WILEY INTERNATIONAL 3.- SHAMES, IRVING H. INTRODUCCION A LA MECANICA DE SÓLIDOS ED. PRENTICE HALL 6.- RILEY W.F. AND ZACHARY L.W. INTRODUCTION TO MECHANICS OF MATERIALS ED. JOHN WILEY 10.- PRACTICAS PROPUESTAS 1.- Determinar deformación axial y tangencial en recipientes a presión..- Medir el módulo de elasticidad en diferentes materiales. 3.- Medir el módulo de Poisson en materiales. 4.- Medir el módulo de cortante en materiales..- Medir el modulo volumétrico. 6.- Comprobar la isotropía y la ansitropía en diferentes materiales por medio de pruebas mecánicas. 7.- Determinar esfuerzos cortantes en diferentes ángulos y puntos (Foto elasticidad). 8.- Determinar Las resistencias en uniones soldadas y remachadas (Tridimensional). 9.- Determinar los esfuerzos en piezas giratorias (vía foto elasticidad relfectiva) Determinar deformación en recipientes F. gruesa Medir esfuerzos en vigas curvas (extensométrica-tridimensional). 1.- Evaluar cargas críticas en columnas (axiales y excéntricas)

9 En este punto, se deberán elaborar Las Guías de Prácticas con base en la metodología oficial emitida, para tal efecto