| Date post: | 17-Dec-2015 |
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P IRTAF L||,. :B jE--. l rB'0
NOMBRE: Jonnathan Leonardo Camacho Vargas
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CORRO: jonnathancama'[email protected]
DOCENTE: lng. Santiago Lpez
Riobamba -
Ecuador
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ESCUELA SUPERIOR POLTCNICA DE CHIMBORAZOstteo lt\srltucloNeL
1. INFORMACIN GENERAL
2. DESCRIPGIN DE LA ASIGNATURA2.I.IDENTIFICACN DEL PROBLEMA DE LA ASIGNATURA EN RELACIN AL
PERFIL PROFESIONAL
FACULTAD MECANICAESCUELA INGENIERIA AUTOMOTRIZCARRERA INGENIERIA AUTOMOTRIZSEDE MATRIZ RIOBAMBAMODALIDAD PRESENCIALSLABO DE SOLIDOSNIVEL SEXTOPERIODOACADMICO OCTUBRE 2014 _ FEBRERO 2015
AREA coDtGo NUMERO DE CREDITOSBASICAS
ESPECFICAS rM12005 4
NUMERO DEHORAS SEMANAL PRERREQUISITOS GORREQUISITOS
6 tM13004/tM16005
NOMBRE DEL DOCENTE MARIANA ELIZABETH VILLA OROZCONUMERO TELEFONICO 2952A211 0984453908CORREO ELEGTRONICO [email protected] u.ec, [email protected] ACADEMICOS DETERCER NIVEL INGENIERA MECNICATTULOS ACADEMICOS DEPOSGRADO
NOMBRE DEL DOCENTE SANTIAGO ALEJANDRO LOPEZ ORTIZNUMERO TELEFONICO 032 60663s I 0987157705CORREO ELECTRONICO sa [email protected], [email protected] ACADEMCOS DETERCER NIVEL INGENIERO MECNICOTITULOS AGADEMCOS DEPOSGRADO
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Se hace necesario la imparticin de los fundamentos de resistencia de materialesde elementos mecnicos a fin de articular efectivamente su aplicacin en lacreacn de digpositivos o sistemas que satisfacen los requerimientos deresistencia, funcionalidad y la importancia de la utilizacin inteligente de cadauna de ellos.
2.2.CONTRIBUCIN DE LA ASIGNATURA EN LA FORMACIN DELPROFESIONAL
El estudiante ser capaz de desarrollar analizar y resolver cualquier problema enforma real sencilla y lgica para fomentar e implementar nuevas formas quefaciliten el diseo estructural, es la primera ciencia aplicada y se constituye en eleje central del futuro profesional. Est basada en la Esttica y otras asignaturascomplementarias.
Mediante el estudio de la asignatura se pretende introducir al estudiante en elanlisis y desarrollo de soluciones de inenieras aplicadas mediante laresistencia de materiales para el diseo y seleccin de componentes mecnicosexistentes en los vehculos.
Adems se pretende incrementar las habilidades y destrezas en laidentificacin, clculo y anlisis de esfuerzos a los cuales estn sometidos losdiferentes elementos del vehculo.
3. OBJETIVOS GENERALES DE LA ASIGNATURAConocer mtodos y principios que determinen el comportamiento de losmateriales sujetos a condiciones de carga, mediante ejercicios de aplicacinpara establecer la resistencia, la deformacin y la estabilidad de un elemento oestructura.
Aplicar los conocimientos adquiridos en esttica, ingeniera de los materiales,trigonometra, geometra plana, etc. As como la aplicacin de recomendacionesy mtodos de clculos descritos en catlogos relacionados a la asignatura,mediante la resolucin de ejercicios de resistencia de materiales para que losestudiantes puedan desarrollar sus habilidades y conocimientos adquiridos de lasasignaturas pruebas.
Tomar conciencia que el estudio de los slidos es fundamental medianteaplicaciones industriales para la determinacin de la estabilidad y resistencia deelementos y estructuras que en caso de fallar pondran en riesgo la integridad de
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personas y bienes, adems desarrollar habilidades en el estudiante para trabajaren equipo de una manera cooperativa, en un ambiente cordial y de respeto,mediante actividades dentro y fuera de clase.
4. CONTENIDOS
UNIDADES OBJETIVOS TEMAS
1. - Esfuerzos simplesaxiales (traccin y
compresin)
Reconocer los elementosmecnicos sujetos acargas axiales con eldesarrollo de problemas yaplicacin de leyes paraidentificar y determinar losefectos internos que seproducen en los mismos.
Conceptos fundamentales.
Ensayos de materiales atraccin y compresin.
Ley de Hooke.
Energa potencialdedeformacin.
Esfuerzo admisible y factor deseguridad.
Estructu ras isostticas.
Esfuerzos debido a latemperatura.
Estructu ras h iperestticas
Calculo de deformacin axial.
Practicas:Doblado de varilla.
Traccin en materialesdctiles.
Compresin en materialesfrgiles y madera.
Ensavo de dureza
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t2.- Cizallamiento o
corte
ldentificar y calcular lasfuerzas de cizalladura ocorte aplicandoecuaciones de equilibriopara determinar losesfuerzos y deformacionestangenciales producidosen elementos mecnicos.
F ueua de cizallamiento.
Esfuerzos de corte
Cizallamiento a corte simple
Cizallamiento a corte doble
Practicas:Ensayo de corte
3.- Flexin
Construir los diagramas defuerzas cortantes ymomentos flectores devigas sometidas a estadosde cargas aplicando elmtodo por ecuaciones yel mtodo grfico pa.raanalizar los puntos crticosdonde se ubican la fuezacortante y el momentoflector mximo.
lntroduccin.
Estudio de los apoyos yclasificacin de las vigas.
Mtodo de ecuaciones paradeterminar los diagramas defuerza cortante y momentoflector.
Mtodo grfico paradeterminar los diagramas defuerza cortante y momentoflector.
4.- Esfuerzos ydeformaciones en la
flexin.
Analizar las propiedadesgeomtricas y mecnicasde vigas simtricas yasimtricas mediante eldesarrollo de problemastpicos para ladeterminacin de ladistribucin de esfuerzos,el ngulo de giro y laflecha en cualquier seccinde la viga.
Estudio de las tensionesnormales y tangenciales en laflexin.
Clculo del ngulo de giro yflecha por el mtodo de ladoble integracin.
Clculo del ngulo de giro yflecha por el mtodo de lasecuaciones universales.
Practicas:Flexin isosttica.
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5. ESTRATEGIAS METODOLOGICASSe utilizaran varios mtodos con el fin de lograr los objetivos propuestos, mismosque se detallan a continuacin.
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5.- Torsin
Determinar los esfuerzosinternos y deformacionesangulares que seproducen en los elementossometidos a torsinaplicando ecuaciones yprincipios para el anlisisde ejes de transmisinbarras de soporte, etc.
Deformacin de barrascirculares en torsin.
Torsin de barras circulares.
Distribucin de esfuerzos enbarras circulares de torsin.
M ontajes estticamentedeterminados de miembrosuniformes de torsin.
Ejes de transmisin depotencia.
Esfuerzo Foto elstico.
Fracticas:Torsin en barra circular.
Torsin en barra circularhueca.
6.-Esfuerzos confuerzas combinados
Aplicar los conceptos deesfuerzo axial y tangencialen elementos que sesometen a una
combinacin de cargascon elfin de obtener ladistribucin final deesfuerzos y determinar lainfluencia de cada uno.
Esfuerzos combinados.
Esfuerzos principales.
Aplicaciones en paredesdelgadas.
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MtodosAnaltico - Sistemticolnductivo
- Deductivo
I ecnrcasClase magistralLluvia de ideasExposicionesDebateTestP rcticas experime nta lesUtilizacin de TIC's
ProcedimientosPlanificacin y estructuracin de las sesiones formativas deobjetivos propuestos en la materia y la situacin del contexto.Definicin de los objetivos de la actividad antes de comenzar.Explicacin del docente; plantear un caso o problemaconocimientos que pueden aportar los estudiantes conpresentados.Formulacin de tareas y organizacin deltrabajo.Estudio y trabajo en pequeos grupos.
acuerdo con los
y observar loslos conceptos
6.
7.
Aplicacin de software para resolver problemas de temas de la materia.Discusin en gran grupo durante un tiempo determinado.Sntesis final y conclusiones
USO DE TECNOLOCAS
Computador, proyector electrnico, aula virtual, biblioteca virtual, software deresistencia de materiales (MDSolids), herramientas informticas.
RESULTADOS O LOGROS DE APRENDIZAJE
RESULTADOS O LOGROSDEL APRENDIZAJE
CONTRIBUCION(ALTA,MEDIA,
BAJA}EL ESTUDIANTE SERA
CAPAZ DE
a. Aplicacin de las CienciasBsicas de la Carrera. MEDIA
Aplicar conocimientosmatemticos y fsicos mediantelas relaciones y los principios dela resistencia de materiales parala determinacin de losesfuerzos y deformaciones delos slidos.
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b. ldentificacin y definicindel Problema. ALTA
Evaluar las condiciones sobrelas cuales se llevara a cabo elclculo de esfuerzos mediantediversos principios mecnicospara definir problemasrelacionados con el sectorAutomotriz.
c. Solucin de Problemas. ALTA
Formular correctamenteproblemas del comportamientode materiales asocindolos alcampo automotriz para plantearlas correspondientessoluciones.
d. Utilizacin deherramientasespecializadas. MEDIA
Desarrollar destrezas utilizandocorrectamente los principios dela resistencia de materialesmediante el uso de herramientasy software para resolverproblemas del sector automotriz
e. Trabajo en equipo. ALTA
Discutir el planteamiento deproblemas de slidos ysoluciones con trabajos enequipo o talleres grupales paraintegrar las ideas y llegar aconclusiones coherentes.
Comportamiento tico. ALTA
Fundamentar el desarrollo desoluciones de ingeniera con laaplicacin de valores y ticaprofesional para el crecimientoprofesional y personal de losestudiantes.
g. Comunicacin efectiva. ALTA
Discutir los diferentes casos demecnica de materialesmediante la transmisin de losconocimientos en forma escrita,grfica u oral con el fin de queexista una comunicacinefectiva.
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8. AMBIENTES DE APRENDIZAJEEn cuanto al ambiente se fomentar el respeto mutuo docente/estudiante (yviceversa), estudiante/estudiante dentro y fuera del aula.
Los espacios fsicos que se utilizan para el desarrollo de la asignatura son:
Aula de clase asignada.
Biblioteca de la Facultad de Mecnica e institucin.
Laboratorio de resistencia de materiales de la Facultad de Mecnica.
9. SISTEMA DE EVALUACII\ OE LA ASIGNATURA
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h. Compromiso debaprendizaje continuo
MEDIA
Desarrollar en el estudiante unaactitud y hbitos de aprendizajemediante investigacin,consultas, revisionesbibliogrficas para facilitar eldesarrollo de su vida estudiantily profesional
Conocimiento del entornocontemporneo ALTA
Proponer al estudiante el uso deinformacin acorde a losavances tecnolgicos de diseoy manufactura de autopartes ysus mercados actualesutilizando la webgrafa sugeriday revistas relacionadas paramantener los conocimientosactualizados.
ACTIVIDADESA
EVALUARPRIMER
PARCIALSEGUNDOPARCIAL
TERCERPARCIAL
EVALUACIONFINAL
EVALUACIONDE
RECUPERA.ctN
Exmenes 5 7 6 12 20LeccionesTareaslndividuales 1 1 1
lnformes 1
10. BIBLIOGRAFA
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Fichas deObservacin
Trabajo enEquipo
1
1 1
Trabajo delnvestioacinPortafolios 1Aula VirtualOtros 1 1
TOTAL IPUNTOS10
PUNTOS10
PUNTOS 12 PUNTOS 20 PUNTOS
BASICAGERE, James. Mecnica de Materiales. 6" ed. Mxico: Tomson, 2006.BEER, F. y JHONSTON, E. Mecnica de Materiales. 5ued. Mxico: McGraw-Hill, 2010.HIBBELER, R.C. Mecnica de Materiales. 8a ed. Mxico: Pearson Educacin,2011.MOTT, R. Resistencia de materiales. 5a ed. Mxico: Pearson Education, 2009.COMPLEMENTARIABEER, F y JHONSTON, E. Esttica. Mxico: McGraw-Hill lnteramericana,20llASKELAND, D. Ciencia e lngeniera de Materiales. 6" ed. Mxico:Thomson,2O12LECTURAS RECOMENDADASRevista carburandoWEBGRAFIAwww. eis. uva. es/reic/icll Qweb/Docs variosiapu ntes RM g rad o. pdfwww. bd iq ita l. u na l. ed u. co/5855/1 /iorq eed uard osa laza rtru i i I 1o20072 Pa rte 1 . pdfwww.sae.orcwww. enq. ox. ac. u k/resea rch/mate ria lswww. u pv.esiinq mec/principa I. htm
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LUGAR Y FECHA DE I'RESENTACTN
I Riobamba, Septiembre 26 de 2014
FRMA DEL DOCENTEDE LA ASIGNATURA
FIRMA DELCOORDINADOR DE
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FIRMA DEL DOCENTEDE I.A ASIGNATURA
FIRMA DEL DRECTORDE ESCUELA
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ESCUELA suPERroR Por-,rrcxrcA DECHIMBORAZO
FACULTAD DE MECANTCAESCUELA DE INGENIERIA AUTOMOTRIZ
EJERCICIO DE TORSION
I\OMBRE: Jonnathan I eonardo Camacho Vargas
CODIGO: 1385
MATERIA: Solidos
CURSO: Sexto 668"/''1i/)tAi//t /
','/ JU
RIOBAMBA _ ECUADOR
1.- Una barra de cobre con longitud L = 18.0 in se torcer mediante pares detorsin T (consulte la figura) hasta que el ngulo de rotacin entre los extremosde la barra sea 3.0'. Si la deformacin unitaria por cortante permisible en elcobre es 0.0006 rad, cul es el dimetro mximo permisible de la barra?
Oototd= 3.a"Y . o,0oo6
,P= [ ,d
ft
Y -- e:-L
( = 8", rr rod' ,ffi"
YL= g g I = o,Os36 ."d
-P = 0,206L64 ott\
d = 2'-P
d - 2(o,LobL61)J=0,ql253in:+" /)r /
0,05 Ub t
2.- Un minero utiliza un malacate de operacin manual (consulte la figura) paraizar un cubo de mineral en el tiro de su mina. El eje del malacate es una barrade acero con dimetro d = 0.625 in. Adems, la distancia desde el centro deleje hasta el centro de la cuerda de izado es b = 4.0 in. Si el peso del cubocargado es W = 100 lb, cul es el esfuezo cortante mximo en el eje debido ala torsin?
Q*rsd=o,bLsinb= 4?n
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Lnox --
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Yr.^** 2'-tao 3' lf; o,3tzS
T^o* =
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B=in'
3.- Al taladrar un agujero en una pata de una mesa, un carpintero utiliza untaladro de operacin manual (consulte la figura) con una broca con dimetro d= 4.0 mm.(a) Si el par de torsin resistente suministrado por la pata de la mesa es igual a0.3 N'm, cul es el esfuerzo cortante mximo en la broca del taladro?(b) S el mdulo de elasticidad cortante del acero es G = 75 GPa, cul es Iarazn de torsin de la broca del taladro (grados por metro)?
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4.- AI desmontar una rueda para cambiar un neumtico, un conductor aplicafuerzas P = 25 lb en los extremos de dos de los brazos de una llave de cruz(consulte la figura). La llave est hecha de acero con mdulo de elasticidad encortante G = 11.4x 106 psi. Cada brazo de la llavetiene una longitud de 9.0 iny tiene una seccin transversal circular slida con dimetro d = 0.5 in. (a)Determine el esfuerzo cortante mximo en el brazo que gira la tuerca del birlo(brazo A). (b) Determine el ngulo de torsin (en grados) de este mismo brazo.
Co{ot?=zslb6=tl,9xt06PJi
'T-o*:7I'T, ^lb,912T= 4so / n/\) a
5^? 'l-'YCmO <
= 4j*2-Trrx=#?nax=ffi'
a\,'Cmox-- /A334,6J PJ/
b) p^= ++f,o-ffiiryf/A= O,o5g/'ad'ffi/r -- 3 rJ r*o
im# iaf= or,t5 -(
1.a)
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d)
PRTMER nxurpN PARCTAL oP srrPos{OMBRE , l,r*-'''u't t)""'/''(/cplco: ';fl5
Los esfuerzos nor:rnales o axiales se definen como(0,4 Pts):Fuerzas internas de un material como resultado de la aplicacin
2.- Determine 1a relacin correcta de 1a deforrnacinr(T) para el problema mostrado en la siguiente figura,
sabiendo que el esfuerzo de corle es iguai a T : ,y T - G'y (Oy'Pts)'{z7
L- r v4Ar
1r,4
f\,U
a)Y = 4FA.Grb)v=-lI A.G
), /- c ,/(dJ}.< ^/\--./ 'u
3.- Mediante d1 diagrama Esfuerzo-Deformacl@s-o1i66l diversos datos tiies para determinar 1aspropiedades ,o".rri"us de un material. Una mediante 1neas los conceptos que corespondan a estos datos(0,4 Pts).
Lmite de flueneia (SY). la pendiente de la cuw4sfuerzodentro de lazonaelstica /
[.mite de resistencia ultima(Sutlinealidad entre esfuerzo y deforrnacin
Lmitedeproporciona1idad.sEse1puntoapartirde1cuaie1materiainopuede'
-" \- reponerse a sti estado original {
Moduio elstico *-----t -\*tlpr
el punto en ei cual el matefallierde la capacidadreponerse a su estado original
de resistir aargas /y se rompen sus enlacesmoleculares. /
, . / 1,1:r- ^ r^^ ^-^-.^.+.- e1 grado de hiperestaticidad esi defrnido por e1 nmero de incgnitaf excedentes debido a los apoyos
redundantes, en el siguiente sistema cual es el valor de dicho grado. (0,2 Pts).
'.:l I .'rL:. :.+:: ;;:el:i,-a,,_'r: j.-.,:..1
i--rar '' 4rr"r'
r:' 'ii:ir5:+;ra:i
-t;f'..r;,j,+i}'
.r .j+jr.j.iii:
/- ///////
/,/ 5.- En el sistema mostrado en la figura se requiere una relacin de compatibilidad entre 1as deformaciones y 1as
restricciones del sistema, indique cual sera 1a relacin correcta sabiendo que la barra CE es de acero y labara DF es de acero y la viga AD es rgida. (0,4 Pts).
IZFy: o *?.c+[o =- 12
/o*
a) 6gs:0,4 5pb) 660,8 6ppc) 5"":0.2 5.o
/ d) 665:0,6 6pp Ilea
U L(l
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,/\ (,) )v/ /
t, \
ds; - -drlL - LrS
otbv /or
6.- Indique que caracterstica tiene un material isotrpico. (0,2 Pts).
trn rraler,ql ,r'--i-!;'c't;" l' :'n'l'' *"a l'
EJERCTCIOS i.
7. Si el espaci.o entre C y la pared dirigida es inicialmente 0.18 mm. Determine 1a reaccin en1os soportes A y D cuando \a fserza P:300 KN es aplicada. El ensamblaje est hecho cle aceroA-36,La longitud AB:700mm y BC:700mm.(1,5 Pts).
B.- IJna banaplanaAC de acero con ancho b=40 mm y espesor e:10mm est cargada entensin pof una fLlerza P ubicada a una longitud L:60Cm y se forma un ngUio 0:50o, e1esflierzo c1e tensin permisible para ste material es de 140 Mpa. Determine el valor mximo dela cargaP. Aclems determine el dimetro requerido en los pasadores A y B si estn hechos de1mismo material. (1,5 Pts).
f{! r*tr
i-r-- -tO - 7,5 {y7-,':f -f :)
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