Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa

Módulo/Materia

Módulo: Formación Común a la Rama Industrial

Materia: M22 Ingeniería Mecánica

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Descripción/Contenidos

• Introducción al estudio de la elasticidad
• Análisis de deformaciones y de tensiones en sólidos elásticos
• Relaciones entre tensiones y deformaciones. Comportamiento elástico.
• Otro tipo de comportamientos del material
• Tracción-compresión, flexión, torsión y cortadura

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Descriptores

Mecánica, Trabajo, Energía, Termodinámica, Electromagnetismo.

 

Para el adecuado seguimiento y aprovechamiento de la asignatura se requiere el conocimiento de los principios físicos fundamentales de la Mecánica, de la Termodinámica y del Electromagnetismo además del conocimiento de las diferentes unidades de medida de las principales magnitudes físicas relativas a  dichas disciplinas. En el presente grado, dicho conocimiento se adquiere en las asignaturas  Fundamentos de Física y Ampliación de Física.

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Competencias genéricas

CB2: Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas en ámbitos laborales complejos o profesionales y especializados que requieren el uso de ideas creativas e innovadoras.

CG3: 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.
CG4: Capacidad de 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 en las tres tecnologías específicas, Mecánica, Eléctrica y Electrónica Industrial.
CG6: Capacidad para el manejo de especificaciones, reglamentos y normas de obligado cumplimiento.

CG11: Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria en el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico Industrial.

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Competencias específicas

CC8: Conocer y saber utilizar los principios de la resistencia de materiales.

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Resultados aprendizaje

R1 - Plantear y analizar estructuras sencillas y proponer soluciones de mejora de las mismas.
R2 - Adquirir conocimientos en el campo de la mecánica del sólido rígido y del sólido flexible.
R3 - Expresar y comunicar ideas y soluciones relacionadas con mecanismos y estructuras simples.

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Metodología

Metodología - Actividad	Horas Presenciales	Horas no presenciales
A-1 Clases expositivas/participativas	30
A-2 Prácticas y Trabajos en clase	20
A-3 Debates, puestas en común, tutoría grupos	2
A-4 Elaboración de trabajo		10
A-5 Lecturas de material		30
A-6 Estudio individual		50
A-7 Exámenes, pruebas de evaluación	6
A-8 Tutorías individuales	2
Total	60	90

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Idiomas

Castellano y euskera.

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Evaluación

Resultado de aprendizaje	Sistema de evaluación	Peso (%)	Carácter recuperable
Objetivos específicos de la asignatura. R1, R2, R3, R4 y R5	Pruebas de respuesta larga	85%	SI
Desarrollo de trabajos individuales. R1, R2, R3, R4 y R5	Trabajos e informes	15%	NO

 

Parar poder aprobar será obligatorio:

• Haber presentado el 51% de los trabajos individuales a realizar en clase.
• Haber obtenido una nota mínima de 5/10 en el examen ordinario.
• Haber obtenido una nota mínima de 5/10 en el examen de recuperación en el caso de no haber aprobado el examen ordinario.

Las notas relativas a los trabajos individuales no serán recuperables en el examen final ni en el de recuperación.

La nota de la parte relativa a los trabajos individuales se obtendrá promediando las notas de todos los trabajos entregados a los alumnos en clase.

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Temario

BLOQUE I: Elasticidad

1.  Introducción al estudio de la Elasticidad: (1 hora)

-   Objeto de la Elasticidad
-   Concepto de sólido

Tipos
Características

-   Equilibrio estático y elástico

Método de las secciones
Esfuerzos (tipos)

-   Concepto de tensión

Definición
Equilibrio elástico

2.  Estado tensional en los sólidos elásticos: (4 horas)

-   Vector tensión. Componentes intrínsecas
-   Vector tensión en un punto

Matriz de tensiones
Vector tensión en una dirección cualquiera

-   Ecuación de equilibrio

Equilibrio interno
Equilibrio en el contorno

-   Tensiones y direcciones principales

Ecuación característica
Invariantes

-   Círculos de Mohr

Cómo se generan (sin demostración)
Información que se desprende
Círculo correspondiente a un haz de planos de eje una dirección principal

3.  Análisis de las deformaciones: (4 horas)

-   Efectos en el entorno de un punto

Traslación, giro y dilatación (sin demostración)

-   Matriz deformación

Matriz
Significado de sus componentes
Direcciones principales. Ecuación característica

-   Vector deformación unitaria en una dirección cualquiera

Obtención vector deformación unitaria
Componentes intrínsecas
Dualidad vector tensión y vector deformación

-   Círculos de Mohr

Generación de círculos
Información
Círculo correspondiente a un haz de planos

4.  Relaciones entre la matriz de tensiones y la matriz de deformación: (3 horas)

-   Diagrama tensión ¿ deformación

Tipos de comportamiento
Ensayo de tracción
Ley de Hooke. Módulo de elasticidad longitudinal E

-   Deformaciones transversales

Coeficiente de Poisson

-   Principio de superposición

Enunciado
Consecuencias

-   Leyes de Hooke generalizadas

Enunciado
Módulo de elasticidad transversal G
Relación E, G

-   Ecuaciones de Lamé

BLOQUE II: Resistencia de Materiales

5.  Introducción a la Resistencia de Materiales: (4 horas)

-   Objeto de la Resistencia de Materiales

Resistencia, rigidez y estabilidad
Diferencias entre la Tª de la Elasticidad y la Resistencia de Materiales

-   Modelo de prisma Mecánico

Sólido elástico (recordar)
Características (recordar): centro de gravedad, área, momentos de inercia, momentos estáticos.

-   Equilibrio elástico

Solicitaciones
Relación entre las componentes de la matriz de tensiones y las solicitaciones

-   Principios generales de la Resistencia de Materiales

Principio de la rigidez relativa
Principio de superposición
Principio de Saint-Venant

-   Acciones

Tipos (CTE)
Estados Límite: ELU y ELS
Combinaciones (CTE)

-   Sustentación (ligaduras)

Tipos

-   Coeficientes de seguridad

Coeficiente de carga
Coeficiente de simultaneidad

-   Sistemas isostáticos e hiperestáticos

Hiperestaticidad externa
Ecuaciones de compatibilidad

-   Energía de deformación

Definición
Expresiones (sin demostración)

6.  Tracción y compresión monoaxial: (3 horas)

-   Definición. Equilibrio elástico. Tensiones

Esfuerzos
Tensiones. Hipótesis de Bernoulli
Matriz de tensiones
Círculo de Mohr

-   Concentración de tensiones

Definición
Ejemplos. Tablas

-   Estado de deformaciones

Deformación unitaria
Matriz de deformación
Desplazamientos

-   Tracción-Compresión hiperestática

-   Energía de deformación

Expresión
Cálculo de desplazamientos (Método de la carga unitaria)

-   Efecto de la temperatura

 

7.  Cortadura: (2 horas)

-   Definición. Equilibrio elástico

Hipótesis
Tensiones

-   Uniones

Causas de fallo
Unión atornillada

 

8.  Torsión: (6 horas)

-   Definición. Equilibrio elástico

Convenio de signos

-   Teoría Elemental. Sección circular maciza

Hipótesis
Tensiones
Deformaciones

-   Ejes de transmisión de potencia

Cálculo

-   Cálculo de esfuerzos y deformaciones

-   Torsión hiperestática

 

9.  Flexión. Estado de tensiones: (9 horas)

-   Relaciones entre la carga, el cortante y el momento flector

Equilibrio de la rebanada
Diagramas de solicitación

-   Definición. Equilibrio elástico

Tipos de flexión
Convenio de signos

-   Tensiones normales en flexión pura y simple

Hipótesis
Ley de Navier
Fibra neutra. Eje neutro

-   Tensiones por esfuerzo cortante

Teorema de Colignon
Energía de deformación

10 Análisis de deformaciones en flexión: (6 horas)

-   Elástica. Métodos de cálculo de deformaciones

Principio de Trabajo Virtuales para el calculo de desplazamientos

11 Pandeo: (3 horas)

-   Introducción
-   Carga crítica de Euler
-   Análisis del valor de la carga crítica.
-   Influencia de los enlaces o sustentación. Longitud de pandeo
-   Tensión critica de Euler
-    Planteamiento CTE

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.

• "Elasticidad", Luis Ortiz Berrocal. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Superior de Ingenieros Industriales, 549pp, ISBN 84¿481¿2046¿9.
• "Resistencia de Materiales", Luis Ortiz Berrocal. McGraw-Hill, 684pp, ISBN 84¿7615¿512¿3
• "Elasticidad y Resistencia de Materiales. Prácticas de Laboratorio", J.J. Lumbreras, A. Resano, J. Zurita, D. Narro, I. Cenoz, G. Fernández. Universidad Pública de Navarra, ISBN 84¿9769¿060¿5
• "Introducción al Cálculo de Solicitaciones. Diagramas", José Javier Lumbreras Azanza. Universidad Pública de Navarra, ISBN 978¿84¿9769¿197¿0
• "Mecánica de Materiales", Gere-Timoshenko. Grupo Editorial Iberoamericana, 825 pp, ISBN 968¿7270¿16¿0.
• "Resistencia de Materiales", Manuel Vázquez. Editorial Noela, Madrid.
• "Ejercicios de Resistencia de Materiales", Begoña Calvo Calzada, Jesús Zurita Gabasa. Colección Textos Docentes, Prensas Universitarias de Zaragoza, 1996, 272pp, ISBN 84¿7733¿465¿X.

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