3. mecanica de solidos i

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Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Vicerrectoría de DocenciaDirección General de Educación Superior Facultad de Ingeniería

PLAN DE ESTUDIOS (PE): LICENCIATURA EN INGENIERÍA MECÁNICA YELÉCTRICA

AREA: CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

ASIGNATURA: MECÁNICA DE SÓLIDOS I

CÓDIGO: IMEM-006

CRÉDITOS: 5

FECHA: Febrero 2009.

INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

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1. DATOS GENERALES

Nivel Educativo: Licenciatura

Nombre del Plan de Estudios: Licenciatura en Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Modalidad Académica: Mixta

Nombre de la Asignatura: Mecánica de Sólidos I

Ubicación: Nivel básico (Ingeniería Aplicada)

Correlación:

Asignaturas Precedentes: Precálculo, Estática.

Asignaturas Consecuentes: Mecánica de sólidos II.

Conocimientos, habilidades, actitudes y valores previos:

Conocimientos:Matemáticas (integrales, derivadas, determinantes, matrices y sistemas de ecuaciones), fuerzas (equilibrio, cortantes, esfuerzos, pares, producto punto, cruz, etc.).

Habilidades:Manejo de equipo de cálculo, y tablas de medición y factores de cálculo.

Actitudes:Actitud positiva a la resolución de problemas, tolerancia a las demostraciones matemáticas mediante la simulación tangible de los conceptos descritos (prácticas), respeto y disposición para el trabajo en equipo, y una clara orientación al trabajo por objetivos.


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2. CARGA HORARIA DEL ESTUDIANTE (Ver matriz 1)

ConceptoHoras por periodo Total de

horas por periodo

Número de créditosTeoría Práctica

Horas teoría y práctica (16 horas = 1 crédito) 3 2 80 5

Total 48 32 80 5

3. REVISIONES Y ACTUALIZACIONES

Autores:- Ing. Rafael Ramírez Álvarez, Ing. Guillermo Muñoz

Cordero, M.I. J. Ignacio Morales Hernández, Ing. Rosendo Reyes Pérez

Fecha de diseño: Noviembre 2003

Fecha de la última actualización: Febrero 2009Fecha de aprobación por parte de la

academia de área 21/07/2011

Fecha de aprobación por parte de CDESCUA

Fecha de revisión del Secretario Académico 21/07/2011

Revisores:

M.C. Antonio Macías Cervantes, Dr. Martín Salazar V., Ing. Miguel Moreno S., Dr. Nicolás Grijalva y Ortiz, Ing. Ezequiel Grande T., Dr. Alejandro Bautista H., Ing. Víctor Galindo López, Dr. Filiberto Candia García,

Sinopsis de la revisión y/o actualización:

Se revisó el contenido, se hicieron cambios en el orden de los temas, se incluyeron mas temas y se modificaron objetivos, estrategias de aprendizaje y se incluyeron técnicas didácticas.

4. PERFIL DESEABLE DEL PROFESOR (A) PARA IMPARTIR LA ASIGNATURA:

Disciplina profesional: Licenciatura en Ingeniería Mecánica, Ingeniería Mecánica Eléctrica, Ingeniería Civil y afín.

Nivel académico: Maestría o Licenciatura con mínimo de 5 años de experiencia laboral.

Experiencia docente: Deseable.

Experiencia profesional: 3 años de experiencia en la industria.

5. OBJETIVOS:


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Educacional:Conocer el comportamiento mecánico de los cuerpos sólidos, sobre la base de los conceptos fundamentales de la fuerza, esfuerzo, deformación y desplazamientos, así como las características de ductilidad, rigidez, resistencia, con fragilidad, resiliencia y tenacidad y estabilidad de los sólidos continuos. Habilitándole para el manejo correcto de las propiedades físicas y mecánicas en base a las propiedades geométricas y mecánicas del material para el dimensionado de los elementos mecánicos.

5.2. General: Que el alumno adquiera los conocimientos teóricos sobre el comportamiento de los materiales a la acción de las cargas aplicadas, sus características geométricas y sus reacciones a las fuerzas axiales, cortantes y momento flexionante.

5.3. Específicos:

Reconocer la Normatividad del dibujo

Utilizar la simbología

Uso general del software para dibujo mecánico

6. REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LA ASIGNATURA:


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7. CONTENIDO


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UnidadObjetivo

Específico

Contenido Temático/Actividade

s de aprendizaje

Bibliografía

Básica Complementaria

I.Introducción

II.Características geométricas de las secciones planas.

Conocerá las hipótesis fundamentales de la mecánica de los cuerpos sólidos continuos, homogéneos, isotrópicos deformables.

Conocerá los conceptos de las cantidades intensivas del medio continuo; esfuerzo y deformación unitaria.

Conocerá la relación que tiene esta asignatura con el análisis, diseño y construcción de Estructuras y Máquinas.

1.1 OBJETO Y ALCANCE DEL RECURSO.1.2 DESARROLLO HISTÓRICO DE LA MECÁNICA DE SÓLIDOS.1.3 PROBLEMA FUNDAMENTAL DE LA MECÁNICA DE SÓLIDOS.

1.4 HIPÓTESIS BÁSICA DEL CUERPO SÓLIDO DEFORMABLE.

CONCEPTOS DE FUERZA, ESFUERZO, DEFORMACIÓN Y DESPLAZAMIENTO.

DEFINICIÓN DE RESISTENCIA, RIGIDEZ Y ESTABILIDAD.

Gere, James M. Mecánica de materiales México: Internacional Thomson Editores, 2006.

Mott, Robert L. Resistencia de materiales aplicada México: Prentice Hall Hispanoamericana, 1996.

GERE Y THIMOSHENKO S.P. MEXICANA DE MATERIALES, Internacional Thomson Editores, cuarta edición, México D.F. 1998.

Popov E.P.INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA DE SÓLIDOS, WhileyLimusa primera edición, México D.F. 1998.

Lardner T.J. y Archer R.R. MECÁNICA DE SÓLIDOS, McGraw Hill Interamericana Editores. México D.F. 1996.

Crandall S.H.,

Thimoshenko S.P. RESISTENCIA DE MATERIALES 2 TOMOS, Espasa _ Calpe. Madrid a España1957.

Beer F.P y Johnston E.R. Mecánica de materiales, Mc Grawn Hill segunda edición 1998.

Bickford. W.B. MECHANICS OF

SOLID- CONCEPTS

AND APLICATION,

primera edición, IRWIN N.Y. U.S.A. 1999.

Conocerá las definiciones fundamentales de las características geométricas.

Determinará los valores de las características geométricas

2.1 INTRODUCCIÓN.2.2 CONCEPTO Y DEFINICIÓN DE SECCIÓN PLANA.2.3 INFLUENCIA DE LA GEOMÉTRIA DE LAS SECCIONES PLANAS EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE LOS CUERPOS SÓLIDOS.


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UnidadObjetivo

EspecíficoContenido

Temático/Actividades de aprendizaje

BibliografíaBásica Complementaria

de las secciones planas homogéneas y continuas.

Conocerá los teoremas básicos para la transformación de sistemas de referencia.

2.4CARACTERÍSTICAS DE LAS SECCIONES PLANAS.a) Área.b) Momento de primer orden con respecto a ejes dados.c) Centroide.d) Momento de segundo orden con respecto a ejes dados.e) Radios de giro de la sección con respecto a ejes dadosf) Momento de segundo orden polar con respecto a un punto.g) Producto de la inercia con respecto a ejes dados.h) Ejemplos por integración.Tablas de características de secciones planas típicas.2.5 LA TRANSLACIÓN DE EJES.a) Teorema de steiner.b) Ejemplos de aplicación.2.6 LA ROTACIÓN DE EJES.a) Ecuaciones de transformación.b) Ejemplos de aplicación.

Dahl N.C., et al INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA DE SÓLIDOS, McGraw Hill, Madrid, España1966.GHAUSI, M.S


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UnidadObjetivo




III.Propiedades mecánicas de los materiales

2.7 EJES PRINCIPALES DE INERCIA.a) Momentos de inercia principalesb) Circulo de Morh de inercias.c) Solución gráfica.2.8 SECCIONES COMPUESTAS.a) Ejemplos prácticosb) Teorema fundamental del cálculo.c) Teorema de Varignon.2.9 EJEMPLOS DE APLICACIÓN.

Conocerá el comportamiento y las propiedades mecánicas de los materiales estructurales.Determinará las propiedades mecánicas a partir de las pruebas mecánicas normalizadas.

3.1CLASIFICACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES.3.2 MECÁNISMO CAUSA-EFECTO SOLUCIÓN DE LAS PROPIEDADES MECÁNICASa) Relación fuerza-desplazamientob) Relación esfuerzo- deformación unitariaLey de Hooke y los tipos de relaciones.3.3 ENSAYE MECÁNICO DE LOS MATERIALES DE INGENIERÍAa)Ensayes normalizados y su variabilidadb)Máquina de ensaye


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UnidadObjetivo




universalc)Ensaye a tensiónc.1) Gráfica esfuerzo normal- deformación unitaria del acero estructural a tensión.c.2) Módulo de elasticidad, relación de Poisson y módulo de rigidez al corte.c.3) Gráfica esfuerzo normal-deformación unitaria del aluminio estructural a tensión.d) Ensaye a compresiónd.1) Gráfica esfuerzo normal-deformación unitaria del acero estructural a compresión.d.2) Gráfica esfuerzo normal-deformación unitaria del aluminio estructural a compresión.d.3) Gráfica esfuerzo normal-deformación unitaria del concreto hidráulico a compresión. e) Ensaye al cortante.e.1) Gráfica esfuerzo normal-deformación unitaria del acero estructural a cortante directo.3.4 PROPIEDADES MECÁNICAS ÍNDICE DE LOS MATERIALES.a)

Comportamiento


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UnidadObjetivo




IV. Fuerza axial, fuerza cortante y momento flexionante en barras de eje recto.

elástico-plástico-viscosob) Evaluación de las propiedades mecánicas3.5 EFECTOS DEL MEDIO AMBIENTE EN LA RESPUESTA MECÁNICA DE LOS MATERIALES.3.6 TABLA DE PROPIEDADES MECÁNICAS PROMEDIO Y SUS COMENTARIOS a) Integración de las ecuaciones de equilibrio internob) Ejemplos de aplicación.

Conocerá las uniones y apoyo básicos de las estructuras.

Conocerá la metodología general para determinar las fuerzas axiales, las fuerzas cortantes y los momentos flexionantes en barras prismáticas de eje recto.

4.1 INTRODUCCIÓN.4.2 DEFINICIONES BÁSICAS.a) Barra.b) Eje axial.c) Ejes de referencia.d) Hipótesis de deformaciones pequeñas.4.3 TIPOS DE UNIONES EN EL PLANO.a) Unión simple.b) Unión articulada.c) Unión soldada.4.4 EQUILIBRIO EXTERNO DE LA ESTÁTICA EN EL PLANO.a) Tipos de cargas externas.b) Formas de las ecuaciones.


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UnidadObjetivo




c) Diagrama de cuerpo libre.d) Estructuras estáticamente determinadas e indeterminadas.e) Ejemplos.4.5 DEFINICIÓN DE FUERZA AXIAL, FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE.a) Método de las secciones.b) Definición de fuerza axial.c) Definición de fuerza cortante.d) Definición de momento flexionante.e) Convención de signos de la mecánica de sólidos.f) Diagramas de fuerza axial, fuerza cortante y momento flexionante. g) Ejemplos de aplicación.4.6 RELACIONES ENTRE LAS CARGAS, FUERZAS CORTANTES Y MOMENTOS FLEXIONANTESa) Integración de las ecuaciones de equilibrio interno b) Ejemplos de aplicación.

Conocerá la teoría del análisis

5.1 TEORÍA ELÁSTICA LINEAL.5.2 HIPÓTESIS FUNDAMENTAL DE


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UnidadObjetivo




V. Esfuerzos normales por fuerza axial y momento flexionante

estructural y fundamental para evaluar la resistencia y rigidez de barras cortas sometidas a fuerza axial pura.

.Conocerá la teoría del análisis estructural fundamental para evaluar la resistencia de barras cortas sometidas a fuerza axial pura.

Conocerá los conceptos básicos del diseño estructural por esfuerzos admisibles para barras cortas sometidas a compresión, tensión o flexión pura.

Empleará el concepto de factor de seguridad en el comportamiento mecánico de barras

LA TEORÍA ELÁSTICA-LINEAL.a) Hipótesis para la barra recta sometida a fuerza axial.b) Hipótesis para la barra recta sometida a momento flexionante5.3 ESFUERZO NORMAL POR EFECTO DE LA FUERZA AXIALa) El problema de concentración de esfuerzos.b) Ejemplos de aplicación.5.4DESPLAZAMIENTO LINEAL EN BARRAS RECTAS SOMETIDAS A FUERZA AXIALa) Ejemplos de aplicación5.5 ESFUERZO NORMAL POR EFECTO DEL MOMENTO FLEXINANTE.a) Flexión pura y simétricab) Concepto de eje neutro y línea elástica.c) Curvatura y radio de curvatura de la línea elástica.d) Relación momento-curvaturae) Deducción de la ecuación de flexión.e.1) Diagrama de


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UnidadObjetivo




prismáticas deformaciones unitarias por flexióne.2) Diagrama de deformaciones totales por flexióne.3) Diagrama de esfuerzos normales por flexióne.4) Equilibrio interno de la sección f) Esfuerzos máximos en una sección transversal f.1) Concepto de módulo de sección elástico g) Ejemplos de aplicación.5.6 DISEÑO DE BARRAS POR ESFUERZOS ADMISIBLESa) Concepto de incertidumbre y factor de seguridad.b) Método de diseño por esfuerzos admisibles. b.1) Diseño de barras por esfuerzos axiales. b.2) Diseño de vigas de flexiónc) Ejemplo de aplicación.

Nota: La bibliografía deberá ser amplia, actualizada (no mayor a cinco años) con ligas, portales y páginas de Internet, se recomienda utilizar el modelo editorial que manejen en su unidad académica (APA, MLA, Chicago, etc.) para referir la bibliografía


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8. CONTRIBUCIÓN DEL PROGRAMA DE ASIGNATURA AL PERFIL DE EGRESO

Asignatura

Perfil de egreso(anotar en las siguientes tres columnas, cómo contribuye la

asignatura al perfil de egreso )

Conocimientos Habilidades Actitudes y valores1.Introduccion

2. Características geométricas de las secciones planas.

3.Propiedades mecánicas de los materiales

4. Fuerza axial, fuerza cortante y momento flexionante en barras.

5. Esfuerzos normales, por fuerza axial y momento flexionante.

Conocimientos que lepermitan entender las propiedades mecánicas de los materiales.

Los conceptos de fuerza axial, la fuerza cortante y el momento flexionante.

Así como el concepto de esfuerzos normales ocasionado por fuerzas axiales y por el efecto del momento flexionante.

Calcular y dimensionar los elementos mecánicos.

Habilidad para el análisis del comportamiento de elementos mecánicos, sujetos a diferentes tipos de cargas.

Disponibilidad para el aprendizaje de los conceptos relacionados con las propiedades mecánicas de los materiales.

Disposición al trabajo en equipo.


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9. Describa cómo el eje o los ejes transversales contribuyen al desarrollo de la asignatura

Eje (s) transversales Contribución con la asignatura

Formación Humana y SocialQue desarrolle habilidades para el análisis, la reflexión y el

juicio crítico, sobre la operación de los sistemas de mecánicos.

Desarrollo de Habilidades en el uso de las Tecnologías de la

Información y la Comunicación

Se promoverá la Dimensión Informacional. En ella el estudiante desarrolla habilidades para la búsqueda y selección de

información pertinente, utilizando las TIC’s.

Desarrollo de Habilidades del Pensamiento Complejo

Se propiciará en el estudiante, el desarrollo de un pensamiento crítico y creativo, a partir del pensamiento básico, para la

solución de problemas de innovación.

Lengua Extranjera

Que el estudiante desarrolle habilidades para comunicarse a través de la expresión oral y escrita en una segunda lengua y

en la lengua materna, para la comprensión de textos, y/o artículos.

Innovación y Talento Universitario

Alta participación en Concursos, congresos y talleres de innovación tecnológica donde haya la modalidad de

competición, Como congresos en materiales y nuevas tecnologías, SAE, Cluster Automotriz.

Educación para la Investigación

Se involucra en proyectos financiados por CONACYT y la VIEP, fortalece su capacidad científica al estar inscrito en

colaboración con empresas y particulares en el desarrollo de nuevos esquemas de innovación tecnológica.


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10. ORIENTACIÓN DIDÁCTICO-PEDAGÓGICA.

Estrategias y Técnicas de aprendizaje-enseñanza Recursos didácticosEstrategias de aprendizaje: Revisión y reflexión sobre problemas mecánicos

de los materiales en conjunción de las fuerzas actuantes y momentos flexionante.

Exposición Enfoques de búsqueda individual y en equipo.

Estrategias de enseñanza: Aprendizaje cooperativo Aprendizaje Basado en Problemas (ABP) Ambientes Interactivos de Aprendizaje (AIDA) Pensamiento complejo

Ambientes de aprendizaje: Salón de clases Diferentes entornos donde se desarrolla el

estudiante.

Actividades y experiencias de aprendizaje:Actualización del dimensionado y geometrías involucradas en elementos mecánicos.

Técnicas a-e Análisis Comparación Síntesis Técnicas de indagación

Materiales: Uso de las TIC. Uso de tablas de elementos

estructurales.

Artículos en revistas, catálogos, portales, textos, medios de comunicación acerca de: Problemáticas del entorno industrial.

11. CRITERIOS DE EVALUACIÓN

Criterios Porcentaje

Exámenes parciales: 50 %Tareas y Trabajos de investigación: 15 %Prácticas de laboratorio: 15 %Proyecto final: 20 %

TOTAL: 100 %


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12. REQUISITOS DE ACREDITACIÓN

Cumplir con el Reglamento de Procedimientos y Requisitos de Admisión, Permanencia y Egreso de los Alumnos de la BUAP.Haber aprobado las asignaturas que son pre-requisitos de ésta.El promedio de las calificaciones de los exámenes aplicados deberá ser igual o mayor que 6.Cumplir con las actividades propuestas por el profesor.Asistir al menos a un 80% de las clases para tener derecho a Examen Ordinario.Asistir al menos a un 70% de las clases para tener derecho a Examen Extraordinario.

13. Anexar (copia del acta de la Academia y de la CDESCUA con el Vo. Bo. del Secretario Académico )


3. mecanica de solidos i

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