Máquinas y Mecanismos. Guía Docente Grado en Ingeniería Mecánica

Transcripción

1 Máquinas y Mecanismos Guía Docente Grado en Ingeniería Mecánica

2 ÍNDICE 1.- Datos de identificación Descripción y Objetivos Generales Requisitos previos Competencias Resultados de aprendizaje Actividades formativas y metodología Contenidos Evaluación del aprendizaje Propuesta de actuaciones específicas Bibliografía comentada Normas específicas de la asignatura Consultas y atención al alumnado FLORIDA UNIVERSITÀRIA Este material docente no podrá ser reproducido total o parcialmente, ni transmitirse por procedimientos electrónicos, mecánicos, magnéticos o por sistemas de almacenamiento y recuperación informáticos o cualquier otro medio, ni prestarse, alquilarse o cederse su uso de cualquier otra forma, con o sin ánimo de lucro, sin el permiso previo, por escrito, de FLORIDA CENTRE DE FORMACIÓ, S.C.V. 1

3 1.- Datos de identificación Asignatura Materia/Módulo Carácter/tipo de formación Máquinas y Mecanismos Ingeniería Mecánica y de Materiales I / Módulo Común a la Rama Industrial Formación Obligatoria ECTS 7.5 Titulación Curso/Semestre Unidad Profesorado Idioma en el que se imparte Grado en Ingeniería Mecánica Segundo curso/ Primer semestre Ingeniería Nombre: Rafael Sánchez Grandía Mail: rsanchez@florida-uni.es Despacho: D.1.2 Horario de atención: Viernes, 13:30-14:30 Grupos:2º A (*) se recomienda concertar cita tutoría vía . Castellano 2.- Descripción y Objetivos Generales Introducción La asignatura forma parte de la materia Ingeniería Mecánica y de Materiales I, de 16,5 ECTS, que se imparte a lo largo de los cuatrimestres 2º (4,5 ECTS), 3º (7,5 ECTS) y 4º (4,5 ECTS). Tiene por objeto esta materia la adquisición de competencias básicas de la ingeniería mecánica en los campos de la ciencia de los materiales (4,5 ECTS, cuatrimestre 2º), en su resistencia mecánica (4,5 ECTS, cuatrimestre 4º) y en el campo de las máquinas y los mecanismos (7,5 ECTS, 3º cuatrimestre). De acuerdo a la Memoria de Verificación del título de Grado en Ingeniería Mecánica de la Universidad Politécnica de Valencia, en su itinerario 4, el asociado a Florida Universitària, esta asignatura recogería exlusivamente la competencia específica referenciada en esta Memoria como 27E: Conocimiento de los principios de la teoría de máquinas y mecanismos. Igualmente, es esta Memoria se recogen como competencias genéricas asociadas a la materia Ingeniería Mecánica y de Materiales I, las indicadas como 64G: Capacidad para resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial y 63E: Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que capacite a los alumnos para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones. El desarrollo de la metodología docente de la asignatura recogerá intrínsecamente la competencia 64G, puesto que tal metodología estará centrada en el aprendizaje basado en la resolución de 2

4 problemas, que debe potenciar tanto la capacidad del estudiante en la toma de decisiones (en concreto, adopción individual de un determinado proceso de resolución de un problema) como el estímulo de la capacidad y del razonamiento crítico (en tanto en cuanto será el propio estudiante quine contribuya a construir el procedimiento de resolución en una dinámica de trabajo colectivo). En cuanto a la competencia 63E, la capacitación del aprendizaje autónomo a que se refiere esta última está también estrechamente relacionada con la metodología de aprendizaje basado en la resolución de problemas, puesto que esta metodología permite al estudiante poder abordar nuevos campos de conocimiento desde una actitud crítica como elemento básico en su estrategia personal de aprendizaje. Objetivos generales La competencia específica asociada a la asignatura, 27E: Conocimiento de los principios de la teoría de máquinas y mecanismos, queda concretada con la definición de los siguientes cuatro objetivos generales: Conocer la estructura formal (magnitudes, principios y teoremas) y los métodos de análisis y resolución de problemas de la mecánica clásica de los sistemas de sólidos rígidos. Conocer los elementos descriptivos de los mecanismos planos elementales más importantes, sus características básicas y la terminología específica usual en teoría de mecanismos. Conocer los métodos específicos de análisis y síntesis en mecanismos planos. Conocer procedimientos de simulación dinámica de mecanismos planos mediante software específico. En la definición de estos objetivos generales, el término conocer se ha utilizado en un sentido amplio, que incluye la adquisición de las competencias específicas que posteriormente serán detalladas y concretadas finalmente a través de los resultados de aprendizaje previstos. Los objetivos generales señalados se han formulado atendiendo a los siguientes criterios: - En el momento de iniciar esta asignatura, el estudiante ha adquirido ya las competencias relacionadas con la mecánica de un punto material y de un sólido rígido. El primero de los objetivos mencionados se refiere a la extensión y generalización de los principios de la mecánica a las máquinas y mecanismos planos, es decir, al desarrollo de los procedimientos específicos de análisis cinemático, estático y dinámico de los mecanismos planos. - La asignatura introduce al estudiante en el campo de los mecanismos. Este campo de conocimiento incluye definiciones, terminología y procedimientos muy específicos. El segundo objetivo enunciado responde pues a la necesidad de conocer tales elementos, en sus formulaciones más básicas. 3

5 - El estudio de la evolución de un mecanismo, en cuanto elemento formado por diversos componentes que interactúan mecánicamente entre sí, requiere de los procedimientos que permiten obtener una imagen sintética del mecanismo. Se trata de una dimensión de la mecánica nueva para el estudiante, que sin embargo, ya puede haber conocido en otras materias (por ejemplo, equivalentes de circuitos eléctricos). La síntesis de un mecanismo permite el estudio simplificado de su evolución dinámica y la resolución simplificada de su estática. Es esta la razón por la que se ha formulado el tercero de los objetivos generales de la asignatura. - Por último, la evolución temporal de un mecanismo puede requerir de la resolución de ecuaciones diferenciales o integrales. La asignatura contará con el soporte de un software de simulación que permitirá al estudiante el análisis temporal de las variables cinemáticas y dinámicas de un mecanismo plano. Estos cuatro objetivos generales evidentemente no son aislados, sino que quedan integrados a partir de la definición de las competencias y resultados de aprendizaje que los desarrollan. 3.- Requisitos previos La metodología de la asignatura se centra en la resolución de problemas, en cuyo proceso se van definiendo los contenidos teóricos que constituyen el objeto de la asignatura. Por ello, los contenidos previos se van revisando continuamente, por lo que no es a priori necesario un dominio completo de tales conceptos. Por otra parte, como se verá, son conocimientos que el alumno ha recibido desde su formación en bachillerato y han sido también tratados en las asignaturas de física y matemáticas de primer curso de la titulación 1 Contenidos matemáticos previos Trigonometría plana y su aplicación en la geometría. Medida de ángulos. Definición de las funciones trigonométricas seno, coseno y tangente. Relaciones trigonométricas básicas. Seno y coseno de la suma y diferencia de ángulos. Derivación de funciones de una y de dos variables. Significado funcional de la derivada. Cálculo vectorial básico. Expresión de un vector en una base cartesiana. Igualdades vectoriales. Producto escalar de vectores. Módulo de un vector. Vector unitario. Suma y resta de vectores. Producto de un vector por un escalar. 2 Contenidos físicos previos Cinemática y dinámica del punto material: vectores posición, velocidad y aceleración. Ecuaciones de desplazamiento y velocidad de movimientos con aceleración constante. Componentes intrínsecas del vector aceleración: aceleración tangencial y normal. Leyes de Newton. Fuerza sobre un punto material. Fuerzas inerciales: fuerza centrífuga. Equilibrio de un punto material. Trabajo de traslación de un punto material. Energía cinética y potencial. Potencia. 4

6 Cinemática y dinámica del sólido rígido plano con un punto fijo. Velocidad angular y velocidad tangencial. Aceleración angular y aceleración tangencial. Aceleración centrípeta. Momento de una fuerza respecto a un punto fijo. Momento de inercia de un cuerpo plano respecto a un punto fijo. Teorema de Steiner. Ecuaciones de movimiento del sólido rígido plano con un punto fijo. Energía cinética de rotación. 4.- Competencias COMPETENCIAS MODELO EDUCATIVO FLORIDA G1. Uso de las TICs G2. Comunicación oral G3. Comunicación escrita G4. Comunicación en idioma extranjero G5. Trabajo en Equipo G6. Resolución de conflictos G7. Aprendizaje permanente G8. Compromiso y responsabilidad ética G9. Iniciativa, Innovación y Creatividad G10. Liderazgo COMPETENCIAS DEL TÍTULO BÁSICAS Y GENERALES 64G Capacidad para resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial. (Competencia general incluida en la Memoria de Verificación del Título) 27 (E) Conocimiento de los principios de la teoría de máquinas y mecanismos. (Competencia específica de la materia recogida en la Memoria de Verificación del Título) 63 (E) Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones. (Competencia específica de la materia recogida en la Memoria de Verificación del Título) ESPECÍFICAS E1 Saber distinguir y representar los elementos constitutivos de los mecanismos planos elementales y conocer la nomenclatura y terminología utilizadas en su representación. E2 Saber obtener las relaciones analíticas entre las variables geométricas de un mecanismo plano. E3 Saber determinar las variables independientes de un mecanismo plano de uno o dos grados de libertad E4 Saber obtener las relaciones entre las variables cinemáticas de un mecanismo plano de uno o dos grados de libertad en todo instante de su movimiento. E5 Saber obtener la evolución temporal de las variables cinemáticas de mecanismos planos utilizando software específico de simulación. E6 Saber interpretar las representaciones de la variación con el tiempo de las magnitudes cinemáticas de los elementos constituyentes de un mecanismo plano E7 Saber obtener todas las variables cinemáticas de los elementos de un mecanismo plano de uno o dos grados de libertad en un instante dado de su movimiento en función de los valores de la variable o variables de entrada, respectivamente. E8 Saber obtener todas las fuerzas internas y externas que aparecen sobre los elementos de unión de una máquina o mecanismo plano sometido a un estado de cargas externas en estado de equilibrio 5

7 estático. E9 Saber obtener los valores de las magnitudes cinemáticas de aceleración de los elementos de un mecanismo plano sometido a un estado dado de cargas externas. E10 Saber obtener los valores de las fuerzas de internas y externas que aparecen sobre los elementos de unión de una máquina o mecanismo en movimiento. E11 Saber obtener la energía cinética total de un mecanismo plano en cualquier instante de su movimiento. E12 Saber obtener el trabajo total realizado por las cargas aplicadas sobre un mecanismo plano entre dos instantes de su movimiento. E13 Saber determinar las magnitudes cinemáticas de velocidad de los elementos de un mecanismo plano en un instante dado conociendo los correspondientes valores en una posición anterior. E14 Saber obtener la inercia generalizada o reducida de un mecanismo plano en un instante dado respecto a uno de sus elementos. E15 Saber obtener la potencia total en un mecanismo plano en un instante dado sometido a un estado de cargas determinado. E16 Saber obtener la fuerza generalizada o reducida de un mecanismo plano en un instante dado respecto a uno de sus elementos. E17 Saber aplicar la ecuación dinámica de un mecanismo plano para determinar las variables cinemáticas de velocidad y aceleración en un instante dado a partir de sus valores en una posición inicial. E18 Saber obtener la evolución temporal de las variables dinámicas y de los esfuerzos internos de mecanismos planos utilizando software específico de simulación. 5.- Resultados de aprendizaje RESULTADOS DE APRENDIZAJE COMPETENCIAS R1 Resolver el problema de la posición de un mecanismo biela-manivela-deslizadera utilizando las ecuaciones vectoriales de cierre o lazo. R2 Resolver el problema de la posición de la primera inversión de un mecanismo biela-manivela-deslizadera utilizando las ecuaciones vectoriales de cierre o lazo. R3 Resolver el problema de la posición de la segunda inversión de un mecanismo biela-manivela-deslizadera utilizando las ecuaciones vectoriales de cierre o lazo. R4 Resolver el problema de la posición de un mecanismo de cuatro barras utilizando las ecuaciones vectoriales de cierre o lazo. R5 Resolver el problema de la velocidad para un mecanismo de biela-manivela-deslizadera R6 Resolver el problema de la velocidad para la primera inversión de un mecanismo de biela-manivela-deslizadera R7 Resolver el problema de la velocidad para la segunda inversión de un mecanismo de biela-manivela-deslizadera E1, E2, E3, 27(E), 63(E) E1, E2, E3, 27(E), 63(E) E1, E2, E3, 27(E), 63(E) E1, E2, E3, 27(E), 63(E) E1, E4, 27(E), 63(E) E1, E4, 27(E), 63(E) E1, E4, 27(E), 63(E) 6

8 R8 Resolver el problema de la velocidad para un mecanismo de cuatro barras R9 Resolver los problemas de posición, velocidad y aceleración para un mecanismo de dos grados de libertad R10 Representar la trayectoria en el plano de un elemento de un mecanismo plano elemental haciendo uso de una hoja de cálculo. R11 Representar la variación con el tiempo de las magnitudes cinemáticas de velocidad y aceleración de un mecanismo plano elemental haciendo uso de una hoja de cálculo R12 Resolver las magnitudes cinemáticas de velocidad de los elementos de un mecanismo de un solo grado de libertad en función de la variable de velocidad de entrada R13 Resolver las magnitudes cinemáticas de velocidad de los elementos de un mecanismo de dos grados de libertad en función de la variable de velocidad de entrada R14 Resolver las magnitudes cinemáticas de aceleración de los elementos de un mecanismo de un solo grado de libertad en función de la variable de velocidad de entrada R15 Resolver las magnitudes cinemáticas de aceleración de los elementos de un mecanismo de dos grados de libertad en función de la variable de velocidad de entrada R16 Descomponer los elementos de un mecanismo representando las fuerzas y momentos que intervienen en cada uno de ellos (construcción del Diagrama de Sólido Libre) R17 Plantear y resolver las ecuaciones de equilibrio de cada uno de los elementos que conforma un mecanismo plano de uno o dos grados de libertad. R18 Obtener la variable cinemática de aceleración de los elementos de un mecanismo plano de un grado de libertad en función de la aceleración de entrada en una posición y con unas velocidades dadas R19 Plantear las ecuaciones dinámicas para cada uno de los elementos de un mecanismo plano de un grado de libertad en función de la aceleración de entrada en una posición y con unas velocidades dadas R20 Resolver las ecuaciones dinámicas para cada uno de los elementos de un mecanismo plano de un grado de libertad en función de la aceleración de entrada en una posición y con unas velocidades dadas: obtención de la aceleración R21 Resolver las ecuaciones dinámicas para cada uno de los elementos de un mecanismo plano de un grado de libertad en función de la aceleración de entrada en una posición y con unas velocidades dadas: obtención de las fuerzas entre elementos. R22 Calcular la energía cinética de traslación y de rotación de los diferentes elementos de un mecanismo plano en una determinada posición y velocidades. R23 Calcular la energía cinética total de un mecanismo bielamanivela-deslizadera y sus inversiones en una determinada posición y velocidades. E1, E4, 27(E), 63(E) E1-E4, 27(E), 63(E) G1, E1-E6, 27(E), 63(E) G1, E1-E6, 27(E), 63(E) 64(G), E7, 27(E), 63(E) 64(G), E7, 27(E), 63(E) 64(G), E7, 27(E), 63(E) 64(G), E7, 27(E), 63(E) E8, 27(E), 63(E) 64(G), E8, 27(E), 63(E) E9, 27(E), 63(E) E9, 27(E), 63(E) E9, 27(E), 63(E) E10, 27(E), 63(E) E11, 27(E), 63(E), E11, 27(E), 63(E) 7

9 R24 Calcular la energía cinética total de un mecanismo de cuatro barras en una determinada posición y velocidades. R25 Calcular el trabajo de traslación de un eslabón de un mecanismo plano entre dos posiciones dadas. R26 Calcular el trabajo de rotación de un eslabón de un mecanismo entre dos posiciones dadas. R27 Obtener el estado de velocidades en una posición dada a través del trabajo realizado por las fuerzas y momentos externos aplicados a un mecanismo plano. R28 Calcular la inercia generalizada de un mecanismo de biela-manivela-deslizadera y sus inversiones en una posición dada. R29 Calcular la inercia generalizada de un mecanismo de cuatro barras en una posición dada. R30 Calcular la potencia de traslación de un elemento de un mecanismo plano R31 Calcular la potencia de rotación de un elemento de un mecanismo plano R32 Calcular la fuerza generalizada de un mecanismo bielamanivela-deslizadera en una posición dada. R33 Calcular la fuerza generalizada de un mecanismo de cuatro barras en una posición dada R34 Realizar la síntesis de un mecanismo plano en una posición dada R35 Obtener las aceleraciones de arranque de los elementos de un mecanismo plano utilizando las fuerza e inercia generalizadas en la posición de arranque. R36 Resolver la estática de un mecanismo plano utilizando las fuerza e inercia generalizadas en la posición de equilibrio R37 Obtener la evolución con el tiempo de las variables dinámicas y los esfuerzos en los enlaces de un mecanismo plano a través de un software de simulación específico. E11, 27(E), 63(E) E12, 27(E), 63(E) E12, 27(E), 63(E) 64(G), E11, E13, 27(E), 63(E) 64(G), E7, E11, E14, 27(E), 63(E) 64(G), E7, E11, E14, 27(E), 63(E) 64(G), E15, 27(E), 63(E) 64(G), E15, 27(E), 63(E) 64(G), E7, E16, 27(E), 63(E) 64(G), E7, E16, 27(E), 63(E) 64(G), E17, 27(E), 63(E) 64(G), E17, 27(E), 63(E) 64(G), E17, 27(E), 63(E) 64(G), G1, E18, 27(E), 63(E) 8

10 6.- Actividades formativas y metodología El volumen de trabajo del alumnado en el módulo corresponde a las horas establecidas en el diseño curricular. Esta carga de trabajo se concreta entre: Actividades formativas presenciales (clases teóricas y prácticas, seminarios, proyectos integrados, tutoría,..). Actividades formativas de trabajo autónomo (estudio y preparación de clases, elaboración de ejercicios, proyectos, preparación de lecturas, preparación de exámenes..). De acuerdo con lo formulado, el trabajo queda distribuido entre las siguientes actividades y porcentajes de aplicación: ACTIVIDADES FORMATIVAS DE TRABAJO PRESENCIAL Modalidad Organizativa Metodología Porcentaje CLASE TEÓRICA Exposición de contenidos por parte del profesorado. 15% CLASES PRÁCTICAS LABORATORIO SEMINARIOS / TALLERES TRABAJO EN EQUIPO / PROYECTO INTEGRADO TUTORÍA Sesiones grupales de trabajo supervisadas por el profesorado. (Construcción significativa del conocimiento mediante la interacción y la actividad del alumno/a) Actividades realizadas en espacios con equipamiento especializado. Sesiones de investigación sobre la didáctica del aula. Sesiones monográficas supervisadas y con participación compartida. Conferencias/Seminarios de personas expertas, Visitas a empresas, Asistencia a ferias, Asistencia a Jornadas/Congresos, Debates, Seminarios de desarrollo de competencias específicas o transversales. Realización de un proyecto para resolver un problema o abordar una tarea mediante la planificación, diseño y realización de una serie de actividades. Atención personalizada y en pequeño grupo. Instrucción realizada con el objetivo de revisar, reconducir materiales de clase, aprendizaje y realización de trabajos, etc. Consultas puntuales del alumnado. Tutorías programadas 30% 15% 5% 25 % 10 % TOTAL (40% del total) 100% 9

11 ACTIVIDADES FORMATIVAS DE TRABAJO AUTÓNOMO Modalidad Organizativa TRABAJO EN GRUPO TRABAJO INDIVIDUAL/AUTÓNOMO Metodología Preparación individual y en grupo de ensayos, resolución de problemas, proyectos, etc. Para entregar y exponer en las clases prácticas. Estudio del alumno/a. Porcentaje 40 % 60 % TOTAL (60% del total) 100% 7.- Contenidos Relación de contenidos Bloque Temático 1: Introducción a la asignatura Máquinas y Mecanismos Unidades temáticas 1.0 Presentación de la asignatura 1.1 Evaluación de contenidos previos Contenidos Teóricos Programa. Metodología. Criterios de evaluación. Bibliografía. Prueba de evaluación de conocimientos previos: cinemática y dinámica del punto material y del sólido rígido con un punto fijo. Trigonometría plana. Derivación. Cálculo vectorial básico. Resolución de sistemas de ecuaciones 10

12 Bloque Temático 2: Análisis estructural de Mecanismos. Mecanismos elementales Unidades temáticas 2.0 Elementos básicos. Mecanismo corredera-manivela 2.1 Primera inversión del Mecanismo corredera-manivela 2.2 Segunda inversión del Mecanismo corredera-manivela 2.4 Mecanismo de cuatro barras 2.5 Obtención de curvas de acoplador 2.6 Mecanismo de Whitworth Contenidos Teóricos Terminología, definiciones e hipótesis en el estudio de mecanismos planos. Definición de máquina, mecanismo y estructura. Eslabón. Impulsor y seguidor. Eslabón fijo, marco o base. Mecanismo plano. Mecanismo de corredera-manivela Inversión cinemática. Primera inversión del mecanismo de corredera-manivela. Obtención de las ecuaciones de evolución de las magnitudes cinemáticas. Segunda inversión del mecanismo de corredera-manivela. Obtención de las ecuaciones de evolución de las magnitudes cinemáticas. Mecanismo de cuatro barras. Ley de Grashoff. Inversiones de la cadena de Grashoff. Acoplador. Curvas del acoplador Obtención gráfica de curvas de acoplador por representación de las ecuaciones a través de la hoja de cálculo Excel. Mecanismo de Withworth. Obtención de las ecuaciones de evolución de las magnitudes cinemáticas. Representación gráfica por hoja de cálculo Microsoft-Excel. Bloque Temático 3: Cinemática plana Unidades temáticas 3.1 Campo de velocidades de un sólido rígido plano. 3.2 Campo de aceleraciones de un sólido rígido plano. 3.3 Movimiento relativo en mecanismos planos Contenidos Teóricos Cinemática del sólido rígido plano. Velocidad angular. Campo de velocidades. Puntos de velocidad nula. Centro Instantáneo de Rotación (CIR) Aceleración angular. Campo de aceleraciones. Velocidad relativa. Aceleración relativa. Término de Coriolis de la aceleración 11

13 Bloque Temático 4: Análisis cinemático de mecanismos planos Unidades temáticas 4.1 Ecuaciones de cierre del mecanismo 4.2 Análisis de velocidades (I) 4.3 Análisis de aceleraciones 4.4 Análisis de velocidades (II) 4.5 Análisis de aceleraciones (II) 4.6 Resolución de problemas Contenidos Teóricos Ecuaciones de cierre o lazo. Resolución cinemática del mecanismo a partir de las ecuaciones de cierre. Métodos de resolución basados en el campo de velocidades de un sólido rígido. Métodos de resolución basados en el C.I.R. Análisis gráficos de la velocidad. Soluciones basadas en el campo de aceleraciones de un sólido rígido. Análisis gráfico de aceleraciones. Soluciones analíticas.. Teorema de la razón de velocidades angulares. Teorema de Freudenstein. Ventaja mecánica. Centro instantáneo de aceleración Métodos de resolución de problemas de cinemática de mecanismos planos Bloque Temático 5: Análisis estático de mecanismos y estructuras articuladas Unidades temáticas 5.1 Estática del sólido rígido 5.2 Rozamiento 5.3 Equilibrio de sistemas de sólidos planos 5.4 Principio de trabajos virtuales 5.5 Aplicación del principio de trabajos virtuales 5.6 Método del potencial. 5.7 Aplicación del método del potencial Contenidos Teóricos Diagrama del cuerpo libre. Ecuaciones de equilibrio. Reacciones y ligaduras. Reacciones estáticamente determinadas. Equilibrio hiperestático e hipoestático. Tipología de problemas de estática del punto material Rozamiento Coeficientes de rozamiento. Condición de movimiento inminente (traslación y vuelco inminentes) Métodos de análisis de fuerzas en sistemas de sólidos planos. Tipología y resolución de problemas. Resolución de estructuras articuladas planas. Proceso de resolución de problemas de estática de sistemas de sólidos rígidos planos por aplicación del principio de trabajos virtuales Resolución de problemas mediante el principio de trabajos virtuales Método de la energía potencial. Condiciones de estabilidad en el equilibrio Resolución de problemas mediante el método del potencial 12

14 Bloque Temático 6: Dinámica plana y Análisis dinámico de mecanismos Unidades temáticas 6.1 Dinámica plana del sólido rígido 6.2 Dinámica plana de sistemas de sólidos 6.3 Análisis dinámico de mecanismos planos Contenidos Teóricos Ecuaciones de movimiento de traslación y rotación de un sólido rígido plano. Restricciones de movimiento. Caso de un eslabón con un punto fijo. Energía cinética y energía potencial. Resolución de problemas mediante balance energético. Análisis dinámico de sistemas de sólidos planos. Dinámica de mecanismos planos. Fuerzas de inercia. Momento de torsión de inercia. Principio de superposición. Análisis gráfico. Análisis de un mecanismo de cuatro barras. Resolución numérica. Bloque Temático 7: Análisis del movimiento en mecanismos planos de un grado de libertad Unidades temáticas 7.1 Inercia genearlizada 7.2 Método de Quinn 7.3 Potencia de un mecanismo plano. 7.4 Ecuación de Eksergian. movimiento de un mecanismo plano Contenidos Teóricos Energía cinética de un mecanismo en función de una velocidad: inercia generalizada en un posición referida a un eslabón Trabajo de fuerzas y momentos externos sobre un mecanismo entre dos posiciones: método de Quinn Cálculo de la potencia de fuerzas y momentos (potencia de traslación y rotación) aplicados a un mecanismo plano en función de una de sus velocidades: potencia generalizada Ecuación de Eksergian. Método de fuerzas y masas reducidas. Cálculo de la aceleración de arranque 13

15 Planificación temporal ACTIVIDADES FORMATIVAS RESULTADOS DE APRENDIZAJE TEMAS Nº DE SESIONES (horas) TEORÍA 1 2 TEORÍA-PRÁCTICA- LABORATORIO. TEORÍA-PRÁCTICA- LABORATORIO. PI. TUTORÍA TEORÍA-PRÁCTICA- LABORATORIO. PI. TALLER TEORÍA-PRÁCTICA- LABORATORIO TUTORÍA TEORÍA-PRÁCTICA- LABORATORIO. PI R1, R2, R3, R4, R R5, R6, R7, R8, R9, R R12, R13, R14, R R16. R R18, R19, R20, R TEORÍA-PRÁCTICA- LABORATORIO. PI R22, R23, R24, R25, R26, R27, R28, R29, R30, R31, R32, R33, R34, R35, R36, R Evaluación del aprendizaje Sistema de evaluación SISTEMAS DE EVALUACIÓN Y CUALIFICACIÓN Instrumentos de evaluación Resultados de aprendizaje evaluados Porcentaje Pruebas escritas (pruebas objetivas de desarrollo, de respuestas cortas) R1-R37 36% Portafolios R1-R37 11% Resolución y exposición de problemas en grupo R1-R37 28% Proyecto Integrado R1-R37 25% 14

16 Sistema de Calificación La evaluación de la asignatura es de carácter continuo. Para establecer este sistema se evaluarán 8 sesiones de resolución de problemas en grupo, de 2 horas de duración, bajo la supervisión del profesor. Cada grupo estará constituido por 3 o 4 personas. Tras esta resolución, cada grupo presentará los problemas resueltos de forma explicativa, por escrito, y la resolución que haya elaborado se subirá a la plataforma de la asignatura, para que el resto de integrantes del curso puedan tener acceso a ella. Para ello, se dispondrá de un tiempo de una hora. Estas sesiones se realizarán en el horario lectivo de la asignatura del viernes. La puntuación máxima de cada una de estas sesiones es de 0.35 puntos. A lo largo del curso se programarán tres pruebas de evaluación individual de los contenidos impartidos hasta el momento de realización de dichas pruebas. Estas pruebas tendrán una puntuación de 1.2 puntos cada una de ellas y tendrán una duración de 2 horas. Por su carácter de formación continua, las pruebas presenciales indicadas anteriormente que no hubieran podido ser realizadas por el alumno, por algún motivo suficientemente justificado, deberán ser realizadas a lo largo de la siguiente semana en la que estaban programados. Se entiende por portafolio la recopilación ordenada cronológicamente, analizada y comentada de todo el trabajo realizado por el alumno. Este trabajo debe reflejar el desarrollo de las sesiones presenciales y el desarrollado de forma autónoma o grupal por el alumno, consistente esencialmente en la resolución de problemas propuestos. Su puntuación máxima es de 1.1 puntos. Este portafolio podrá ser utilizado por el estudiante en el desarrollo de las tres pruebas individuales y en las convocatorias oficiales de la asignatura. La puntuación total de la asignatura se obtiene como suma de las puntuaciones de cada parámetro de evaluación y se requiere la calificación de 5 para superar la asignatura, de los que 3.5 puntos deberán corresponder a la docencia de la asignatura no evaluada en el Proyecto Integrado. En caso de que estas puntuaciones no se alcancen, el estudiante deberá presentarse a alguna de las dos convocatorias oficiales. En cualquier caso, todo estudiante, haya seguido o no la evaluación continua propuesta, podrá presentarse a alguna de las dos convocatorias oficiales de evaluación de la asignatura. En caso de que un estudiante que haya superado la asignatura por evaluación continua decida presentarse a alguna convocatoria oficial, podrá hacerlo en la primera de ellas y en ningún caso su calificación final será inferior a la obtenida en la evaluación continua. 15

17 9.- Propuesta de actuaciones específicas El seguimiento de la asignatura está fundamentado en la asistencia a las sesiones teórico-prácticas y prácticas de evaluación, de acuerdo a la metodología desarrollada en la asignatura de aprendizaje basado en problemas. Por ello, la asistencia a estas sesiones se considera como muy importante en el seguimiento continuo de la materia impartida. Por esta misma razón, es necesario habilitar procedimientos específicos para que a esta evaluación y seguimiento continuo pueda acogerse la totalidad del alumnado y, particularmente, aquéllos estudiantes que, por motivos laborales de carácter permanente o por motivos personales sobrevenidos, no pudieran asistir con el necesario carácter de regularidad a las sesiones de la asignatura. Para habilitar estos procedimientos específicos es necesario que el estudiante indique al profesor de la asignatura los motivos por los que prevé una falta de asistencia puntual o continua a las sesiones en que está estructurada la asignatura. 10. Bibliografía comentada Bibliografía básica: En el campo de la Mecánica General del sólido rígido y de sistemas de sólidos rígidos existe mucha bibliografía disponible. De entre ella, es necesario destacar los textos: MECANICA VECTORIAL PARA INGENIEROS. ESTÁTICA (9ª EDICIÓN) Beer.Johnston -Eisenberg Editorial McGraw - Hill MECANICA VECTORIAL PARA INGENIEROS. DINÁMICA (9ª EDICIÓN) Beer.Johnston -Cornwell Editorial McGraw - Hill que recogen toda la mecánica de sistemas de sólidos rígidos muy orientada hacia sus aspectos más ligados al mundo de la Ingeniería. Se trata de unos libros muy extensos, con una gran colección de problemas en cada capítulo (en torno a los 200). Las soluciones de los problemas pares se presentan al final del libro. Presentan un muy cuidado nivel pedagógico: existen en cada apartado de cada capítulo problemas tipo o ejemplo, que sirven de referencia para el posterior desarrollo de los problemas. Constituyen unos de los libros más utilizados en las asignaturas de mecánica de las escuelas de ingeniería. Son unos textos, por tanto, de obligada consulta. Se 16

18 utilizarán como libro de problemas que se resolverán en clase. En concreto, se utilizarán los problemas de los capítulos (Dinámica) y 4, 6 y 8 (Estática). Bibliografía Complementaria: TEORIA DE MAQUINAS Y MECANISMOS J.E.Shigley, J.J.Uicker que presenta los aspectos básicos de la teoría de mecanismos de una forma muy completa y a un nivel introductorio semejante al de la asignatura. En él se pueden encontrar una importante variedad de mecanismos elementales en sus diversas configuraciones. Especialmente uno de los autores, Shigley, ha escrito diversos libros sobre esta materia. Sin embargo, la exposición de los temas se ha realizado en una notación algo compleja y el nivel matemático con que se presentan algunos temas dificulta su comprensión. Es un texto muy adecuado para complementar la formación en mecánica general con elementos propios de la teoría de los mecanismos. 11. Normas específicas de la asignatura La metodología de la asignatura está basada en el aprendizaje de los elementos teóricos y prácticos a través de la resolución de problemas. No existe por tanto una diferenciación entre clases teóricas y prácticas, por lo que el alumnado debe asistir provisto de calculadora a todas las sesiones de la asignatura. Por otra parte, el material escrito que se desarrolle en el aula forma parte del portafolio del alumno, por lo que es recomendable que todos los ejercicios y problemas los desarrolle, en cada una de las modalidades previstas, el propio estudiante, realizando por tanto todos los cálculos necesarios para la resolución de los mismos. Así mismo, y dado que las herramientas de simulación se utilizarán a lo largo de todo el curso, se recomienda que el estudiante acuda a las sesiones provisto de ordenador portátil. 12. Consultas y atención al alumnado Las citas se concertarán previamente, por correo electrónico; para estudiar la posibilidad de concertar cita otros días y a otras horas, se debe consultar disponibilidad horaria, vía . 17