Titulación: Grado en Ingeniería Mecánica Curso 2º

Transcripción

1 Guía docente de la asignatura Resistencia de Materiales Titulación: Grado en Ingeniería Mecánica Curso 2º

2 Guía Docente 1. Datos de la asignatura Nombre Resistencia de materiales Materia Resistencia de materiales (Strength of materials) Módulo Materias comunes a la rama industrial Código Titulación/es Grado en Ingeniería Mecánica Plan de estudios 2009 Centro Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial Tipo Obligatoria Periodo lectivo 1er cuatrimestre Curso 2º Idioma Español ECTS 4.5 Horas / ECTS 30 Carga total de trabajo (horas) 135 Horario clases teoría Aula Horario clases prácticas Lugar 2. Datos del profesorado Profesor responsable Rafael Vilar Hernández / José Luis Morales Guerrero Departamento Estructuras y Construcción Área de conocimiento Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras Ubicación del despacho ETSII. Despacho 1007/ 1011 Teléfono / Fax Correo electrónico Rafael.vilar@upct.es / joseluis.morales@upct.es URL / WEB Horario de atención / Tutorías Ubicación durante las tutorías ETSII. Despacho 1007/ 1011

3 3. Descripción de la asignatura 3.1. Presentación La asignatura de Resistencia de Materiales es un transición clara del planteamiento científico de las materias del primer curso, Álgebra, Cálculo, Física y Química, a planteamientos de ingeniería. Con la docencia de esta signatura se persigue, fundamentalmente, que los alumnos de la Titulación de Graduado en Ingeniería Mecánica adquieran los conocimientos básicos de la profesión relacionados con la capacidad para conocer y comprender el comportamiento del sólido elástico ante cualquier tipo de esfuerzo y los conceptos básicos del análisis tensional para que posteriormente pueda aplicarlos al diseño y cálculo de elementos estructurales y elementos de máquinas que se irán complementando en asignaturas posteriores Ubicación en el plan de estudios La asignatura Resistencia de Materiales, se imparte en el primer cuatrimestre del segundo curso Descripción de la asignatura. Adecuación al perfil profesional La Resistencia de Materiales establece los criterios que permiten determinar el material más conveniente, la forma y las dimensiones más adecuadas que deben tener los elementos de una construcción o de una máquina para resistir la acción de las fuerzas exteriores que los solicitan de la forma más económica posible. La asignatura Resistencia de Materiales aporta al alumno los conceptos y herramientas básicos de la Resistencia de materiales (y algunos conceptos fundamentales de elasticidad), que éste utilizará en diversas asignaturas del módulo técnico, así como en el desempeño de su labor profesional. Asimismo se introduce al alumno en el uso de programas informáticos como ayuda al cálculo de esfuerzos, de desplazamientos y tensiones de sistemas estructurales básicos Relación con otras asignaturas. Prerrequisitos y recomendaciones En cuanto a requisitos previos, es imprescindible conocimientos de Álgebra vectorial, Cálculo, Física, Trigonometría y Estática. Por tanto, es recomendable haber superado previamente las asignaturas de Matemáticas I, Física I y II y Ciencia e Ingeniería de Materiales de primer curso. Permite adquirir los conocimientos básicos para afrontar con garantías algunas asignaturas como: Diseño de Máquinas y Mecanismos, Teoría de Estructuras, Estructuras Metálicas, Estructuras de Hormigón y Construcciones Industriales I y II. También es de interés para la realización del Trabajo Fin de Grado Medidas especiales previstas El alumno que por sus circunstancias especiales pueda necesitar de medidas especiales, debe comunicárselo al profesor al principio del curso. Se adoptarán medidas especiales que permitan la integración de aquellos alumnos que tienen que simultanear los estudios con el trabajo.

4 4. Competencias 4.1. Competencias específicas de la asignatura (según el plan de estudios) Conocimiento y utilización de los principios de la resistencia de materiales Competencias genéricas / transversales (según el plan de estudios) COMPETENCIAS INSTRUMENTALES T1.1 Capacidad de análisis y síntesis T1.2 Capacidad de organización y planificación T1.3 Comunicación oral y escrita en lengua propia T1.4 Compresión oral y escrita de lengua extranjera T1.5 Habilidades básicas computacionales T1.6 Capacidad de gestión de la información T1.7 Resolución de problemas T1.8 Toma de decisiones COMPETENCIAS PERSONALES T2.1 Capacidad crítica y autocrítica T2.2 Trabajo en equipo T2.3 Habilidades en las relaciones interpersonales T2.4 Habilidades de trabajo en un equipo interdisciplinar T2.5 Habilidades para comunicarse con expertos en otros campos T2.6 Reconocimiento de la diversidad y multiculturalidad T2.7 Habilidades para trabajar en un contexto internacional T2.8 Compromiso ético COMPETENCIAS SISTÉMICAS T3.1 Capacidad para aplicar los conocimientos a la práctica T3.2 Capacidad de aprender T3.3 Adaptación a nuevas situaciones T3.4 Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad) T3.5 Liderazgo T3.6 Conocimiento de otras culturas y costumbres T3.7 Habilidad de realizar trabajo autónomo T3.8 Iniciativa y espíritu emprendedor T3.9 Preocupación por la calidad T3.10 Motivación de logro

5 4.3. Objetivos generales / competencias específicas del título (según el plan de estudios) E1.1 Conocimiento en las materias básicas matemáticas, física, química, organización de empresas, expresión gráfica, estadística e informática, que capaciten al alumno para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías. E1.2 Conocimientos en materias tecnológicas para la realización de mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes, planes de labores y otros trabajos análogos. E1.3 Conocimiento, compresión y capacidad para aplicar la legislación necesaria en el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico Industrial. E2.1 Capacidad para la redacción y desarrollo de proyectos en el ámbito de la ingeniería industrial que tengan por objeto, en la especialidad de la Ingeniería Química, la construcción, reforma, reparación, conservación, demolición, fabricación, instalación, montaje o explotación de: estructuras, equipos mecánicos, instalaciones energéticas, instalaciones eléctricas y electrónicas, instalaciones y plantas industriales y procesos de fabricación y automatización en función de la ley de atribuciones profesionales. E2.2 Capacidad para el manejo de especificaciones, reglamentos y normas de obligado cumplimiento. E2.3 Capacidad de analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las soluciones técnicas. E2.4 Capacidad de dirección, organización y planificación en el ámbito de la empresa, y otras instituciones y organizaciones Resultados esperados del aprendizaje 1. Conocer las hipótesis y principios fundamentales en los que se basa la Elasticidad y la Resistencia de Materiales. 2. Calcular e interpretar los diagramas de esfuerzos para el elemento barra. Dados los diagramas de esfuerzos de una estructura de barras el alumno ha de determinar la sección más desfavorable de dicha estructura. 3. Calcular las solicitaciones y esfuerzos actuantes en un sistema estructural básico. 4. Calcular tensiones y deformaciones en sólidos elásticos. 5. Calcular los desplazamientos de cualquier punto de un sistema estructural básico. 6. Comprobar si un sistema estructural básico o un elemento estructural de él, cumple los requisitos de resistencia y rigidez previamente especificados. 7. Conocer y manejar herramientas informáticas útiles en el campo de la Resistencia de Materiales.

6 5. Contenidos 5.1. Contenidos (según el plan de estudios) Tensiones, deformaciones y leyes de comportamiento. Esfuerzos. Leyes y diagramas de esfuerzos. Propiedades estáticas de las secciones. Tensiones debidas a esfuerzos axiales, cortantes y momentos flectores. Deformaciones debidas a la flexión. Dimensionado de elementos estructurales Programa de teoría 1 INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES Evolución histórica Objeto de la Elasticidad y Resistencia de Materiales Modelo teórico de sólido. Prisma Mecánico Tipos de solicitaciones internas. Esfuerzos Concepto de Tensión y Deformación Hipótesis y principios de aplicación en Resistencia de Materiales Comportamiento de los sólidos reales. Ley de Hooke 2 PROPIEDADES ESTÁTICAS DE LA SECCIÓN Centroides Momentos de inercia Productos de inercia Teorema de los ejes paralelos Momentos polares de inercia Rotación de ejes Ejes principales y momentos de inercia principales 3 LEYES Y DIAGRAMAS DE ESFUERZOS Modelo de barra. Grados de liberdad, apoyos y nudos Sistemas isostáticos e hiperestáticos Equilibrio de una barra Leyes de esfuerzos y diagramas 4 ESFUERZO AXIL Introducción Tensiones Comprobación de secciones Tensiones sobre secciones inclinadas. Deformaciones Estructuras reticuladas cargadas en nudos Sistemas hiperestáticos sometidos a esfuerzo axial

7 Efectos térmicos y deformaciones previas 5 FLEXIÓN PURA SIMÉTRICA Introducción Definición de flexión pura Tensiones debidas a flexión. Ley de Navier Eje neutro Módulo resistente 6 FLEXIÓN SIMPLE SIMÉTRICA Introducción Definición de flexión simple Tensiones en flexión simple en perfiles de sección llena 7 FLEXIÓN COMPUESTA Y FLEXIÓN DESVIADA Introducción Definiciones de flexión compuesta y flexión desviada Tensiones en flexión compuesta y flexión desviada Núcleo central de una sección 8 TORSIÓN Introducción Teoría elemental de la torsión en prismas de sección circular 9 DEFORMACIONES DEBIDAS A FLEXIÓN Introducción Ecuaciones diferenciales de la curva elástica 5.3. Programa de prácticas Sesiones de Laboratorio: Se desarrollan diferentes sesiones de prácticas de laboratorio en las que se intentan familiarizar al alumno con el comportamiento real de los sólidos reales que estudiamos, pudiendo comparar y comprobar la bondad de las soluciones teóricas obtenidas en las clases teóricas y de problemas. Las prácticas en el laboratorio serán: Práctica L-1. Comportamiento de los sólidos reales. Ensayo de tracción Práctica L-2. Medida experimental de deformaciones en vigas a flexión Práctica L-3. Medida experimental de deformaciones en barras de eje curvo

8 Sesiones de informática: Se desarrollan tres sesiones de prácticas de informática con el objeto de que los alumnos aprenda a analizar, interpretar y calcular diagramas de esfuerzos mediante programas informáticos a la vez que desarrollan sus habilidades computacionales. Las prácticas de informática serán: Práctica I-1. Explicación del programa MEFI Práctica I-2. Determinación de leyes de esfuerzos en vigas mediante el programa MEFI Práctica I-3. Determinación de leyes de esfuerzos de estructuras discretas mediante el programa MEFI 5.4. Programa resumido en inglés (opcional) 5.5. Objetivos de aprendizaje detallados por Unidades Didácticas (opcional)

9 6. Metodología docente 6.1. Actividades formativas Actividad Descripción de la actividad Trabajo del estudiante ECTS Clases de teoría Clases de problemas. Resolución de problemas tipo y casos prácticos Clases de Prácticas. Sesiones de laboratorio y de informática Actividades de evaluación sumativas Tutorías Exámenes Clase expositiva empleando el método de la lección. Resolución de dudas planteadas por los alumnos. Se resolverán problemas tipo y se analizarán casos prácticos. Las sesiones prácticas de laboratorio permiten al alumno trabajar con modelos en los que aplicar los conocimientos dados en las clases de teoría. En las sesiones de informática los alumnos adquieren habilidades básicas computacionales y manejan programas y herramientas de cálculo profesionales. Al finalizar las sesiones, el alumno deberá entregar los resultados obtenidos. Se realizará varias pruebas escritas de tipo individual distribuidas a lo largo del curso. Permite comprobar el grado de consecución de las competencias específicas. Las tutorías serán individuales o de grupo con objeto de realizar un seguimiento del aprendizaje. Prueba escrita oficial de tipo individual. Presencial: Toma de apuntes. Planteamiento de dudas. 0,6 No presencial: Estudio de la materia 1,15 Presencial: Participación activa. Resolución de ejercicios. Planteamiento de dudas. 0,5 No presencial: Estudio de la materia. Resolución de los ejercicios propuestos por el profesor. Presencial: Manejo de instrumentación y de software específico de la materia. No presencial: Elaboración de los informes de prácticas, en grupo o individualmente. El alumno aplica los conocimientos teóricos adquiridos para contrastar con los resultados prácticos. Presencial: Respuesta por escrito a las cuestione, ejercicios y problemas propuestos No presencial Presencial: Planteamiento de dudas en horario de tutorías. No presencial: Planteamiento de dudas por correo electrónico. Presencial: Respuesta por escrito a las cuestione, ejercicios y problemas propuestos. No presencial: 1,15 0,4 0,4 0,1 0,075 0,025 0,1 4,5

10 7. Evaluación 7.1. Técnicas de evaluación Instrumentos Realización / criterios Ponderación Examen (E): Prueba escrita individual (examen oficial) Evaluación sumativa (S) Informes de prácticas (L) Problemas en los que se evalúa la capacidad de aplicar conocimientos a la práctica y la capacidad de análisis Se realizará varias pruebas escritas de tipo individual distribuidas a lo largo del curso. Permite comprobar el grado de consecución de las competencias específicas Se evalúa los informes de prácticas individualmente según criterios de calidad previamente establecidos. 60% 20% 20% Competencias genéricas (4.2)evaluadas T1.1, T1.3, T1.7, T3.2 T1.1, T1.2, T1.3, T1.5, T1.6, T1.7, T2.3, T3.4, T3.7 T1.5, T1.6, T1.7, T3.1, T3.3, Resultados (4.4) evaluados 1, 2, 3, 4 1,2,3,4 - Se considerará aprobada la asignatura por curso cuando las calificaciones obtenidas en las evaluaciones sumativas (S) y los informes de prácticas (L) sean 3,5 y la media de las evaluaciones sumativas sea 5. En este caso la nota final de la asignatura (N) será : N=0,80S+0,20L. - En el caso de no conseguir el aprobado por curso, la calificación final (N) de la asignatura se ajustará a la siguiente regla: Nota final de la asignatura (N) será: - La nota del examen (E) si esta es menor que 3,5 => N=E - Si la nota del examen (E) es mayor o igual de 3.5, N será el mayor de los dos valores siguientes: la nota obtenida en el examen (E), o la media ponderada entre la nota del examen y el resto de actividades realizadas durante el curso (0,60E+0,20S+0,20L). => N=max{E ; 0.60E+0.20S+0.20L} Mecanismos de control y seguimiento El seguimiento del aprendizaje se realizará mediante las siguientes actividades: - Cuestiones planteadas en clase de teoría y problemas para consolidar, evaluar y cuantificar los conceptos más importantes de la asignatura, así como detectar posibles lagunas formativas. - Pruebas escritas de carácter individual distribuidas a lo largo del curso. - Supervisión durante las sesiones presenciales de prácticas de laboratorio y sesiones de informática. - Tutorías individuales.

11 7.3. Resultados esperados / actividades formativas / evaluación de los resultados (opcional) Resultados esperados del aprendizaje (4.4) Clases de teoría Clases ejercicios Trabajos e informes Prueba teoría Prueba ejercicios Ejercicios propuestos Trabajo en grupo

12 8. Distribución de la carga de trabajo del alumno (*) alumno tipo perteneciente al grupo 1 de prácticas Convencionales ACTIVIDADES PRESENCIALES No convencionales ACTIVIDADES NO PRESENCIALES Clases teoría Clases problemas Laboratorio (*) Aula informática (*) TOTAL CONVENCIONALES Trabajo cooperativo Temas o actividades Semana (visita, examen parcial, etc.) TOTAL HORAS 1 Tema Tema Tema Tema Tema Tema Tema Tema Tema Tema Tema 7, Tema Tema 9, Tema Periodo de exámenes Otros TOTAL HORAS Tutorías Seminarios Visitas Evaluación formativa Evaluación Exposición de trabajos TOTAL NO CONVENCIONALES Estudio Trabajos / informes individuales Trabajos / informes en grupo TOTAL NO PRESENCIALES ENTREGABLES

13 9. Recursos y bibliografía 9.1. Bibliografía básica - Gere, J.M. Resistencia de Materiales. 5ª edición, Thomson, Bibliografía complementaria - Ortiz Berrocal,L. Resistencia de Materiales. 3ªed, S.A. McGraw-Hill, Recursos en red y otros recursos - Asignatura en Aul@virtual: Enlaces a páginas web, recursos de utilidad para resolución de ejercicios y problemas, apuntes de la asignatura, cuestiones y problemas resueltos, colección de enunciados de problemas de examen y manual de prácticas de laboratorio. - Programa MEFI (Descarga desde la web del Departamento de Estructuras y Construcción)