Sylabo de Resistencia de Materiales I

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERIA CIVIL

SÍLABO


I.- PARTE INFORMATIVA

CURSO : RESISTENCIA DE MATERIALES I
REQUISITO : ESTÁTICA
CRÉDITOS : 4.0
HORAS DE TEORIA : 3 SEMANALES
HORAS DE PRACTICA : 3 SEMANALES
ÁREA : ESTRUCTURAS
CURSO DE LÍNEA : RESISTENCIA DE MATERIALES II
TIPO : OBLIGATORIO
CICLO DE ESTUDIOS : QUINTO
SEMESTRE : nivelación 2009
PROFESOR : Ing. GILBRTO ALIAGA ATALAYA
II. Objetivos del curso

Al finalizar el curso de Resistencia de Materiales I el alumno estará en capacidad de:

§ Comprender y explicar los conceptos fundamentales de esfuerzo y deformación
§ Comprender las propiedades mecánicas de los materiales.
§ Analizar y determinar los esfuerzos y deformaciones en el rango elástico en elementos estructurales tipo barra sometidos a solicitaciones simples: fuerza axial, momento torsor, momento flector y fuerza cortante.
§ Analizar y determinar los esfuerzos y deformaciones en elementos sometidos a esfuerzos combinados.
§ Transformar las componentes de esfuerzos y deformaciones.
§ Verificar y diseñar vigas bajo los requisitos de resistencia y rigidez.

III. Metodología
Se usará una metodología activa y participativa, que propicie aprendizajes significativos en los alumnos. Se implementara el aprendizaje Cooperativo y el Aprendizaje Basado en Problemas (ABP). Se fomentará el trabajo cooperativo, el uso de bibliografía complementaria, de medios y materiales diversos como Internet. La participación del profesor será permanente a través de acompañamiento a los aprendizajes de los alumnos en los distintos grupos, así como de exposiciones.

IV. Resumen
El curso de Resistencia de Materiales I tiene por finalidad proporcionar al estudiante la carrera profesional de ingeniería Civil los conceptos básicos de esfuerzo y deformación y de las leyes constitutivas de los materiales. Para esto se estudia luego la distribución de esfuerzos y deformaciones en elementos elásticos sometidos a solicitaciones simples (tracción, compresión, torsión y flexión) con aplicaciones al análisis y diseño de estructuras sencillas. Se presentan técnicas de transformación de esfuerzos y deformaciones. Se hace una introducción al análisis de vigas a través de la determinación de la curva elástica y finalmente se hacen aplicaciones de diseño y verificación. Así se conseguirá dotar al estudiante con los conocimientos necesarios de la mecánica de los sólidos deformables necesarios para analizar un problema dado de manera sencilla y lógica.

V. Contenido analítico del curso

CAPITULO 1. INTRODUCCION (4 horas)

1.1. La Resistencia de Materiales
1.1.2. Objetivos y alcances
1.1.2. Idealización. Hipótesis básicas. Tipo de elementos
1.1.3. Fuerzas externas e internas
1.2. Esfuerzo y deformación
1.2.1. Esfuerzo normal
1.2.2. Esfuerzo de corte
1.2.3. Esfuerzo de aplastamiento
1.2.4. Desplazamiento y deformación
1.2.5. Deformación angular


CAPITULO 2. PROPIEDADES MECANICAS DE LOS MATERIALES (4 horas)

2.1. Comportamiento de materiales bajo esfuerzo normal
2.1.1. Ensayo de tracción.
2.1.2. Tipo de comportamiento
2.1.3. Tenacidad y resilencia
2.1.4 Cargas Repetidas. Fatiga
2.1.5. Diagramas esfuerzo-deformación idealizados
2.2. Módulo de Poisson
2.3. Coeficiente de dilatación térmica
2.4. Comportamiento de materiales bajo esfuerzo cortante.
2.5. Esfuerzo admisible. Factor de seguridad
2.6. Leyes constitutivas.

CAPÍTULO III. CARGA AXIAL (8 horas)

3.1. Esfuerzos y deformaciones axiales elásticos
3.1.1. Principio de Saint-Venant. Hipótesis de Navier.
3.2. Deformaciones unitarias y esfuerzos producidos por carga axial y cambios de temperatura
3.3. Deformaciones normales de elementos.
3.4. Esfuerzos y deformaciones en sistemas isostáticos
3.5. Esfuerzos y deformaciones en sistemas hiperestáticos
3.6. Efectos de montaje

CAPITULO 4. TORSION (6 horas)

4.1. Torsión en barras de sección circular
4.1.1. Hipótesis fundamentales
4.1.2. Análisis de esfuerzos y deformaciones
4.2. Torsión en barras de sección no circular
4.2.1. Analogía de la membrana
4.2.2. Esfuerzos en una sección rectangular
4.2.3. Barras de pared delgada: Perfiles abiertos y cerrados
4.3. Análisis de sistemas hiperestáticos

CAPITULO 5. FLEXION Y CORTANTE (12 horas)

5.1. Introducción
5.2. Características de los elementos y cargas
5.3. Esfuerzos y deformaciones producidas por flexión
5.3.1. Flexión pura en barras de sección simétrica
5.3.2. Análisis de deformaciones
5.3.3. Análisis de esfuerzos
5.3.4. Esfuerzo máximo y módulo de sección
5.3.5. Deformaciones en la sección transversal. Curvatura anticlástica
5.3.6. Vigas de dos o más materiales
5.4. Deflexiones
5.4.1. La curva elástica
5.4.2. Ecuación diferencial de la curva elástica
5.4.3. Determinación de la curva elástica
5.5. Carga transversal en barras de sección simétrica
5.5.1 Flujo y esfuerzo cortante longitudinal
5.5.2 Esfuerzos cortantes en la sección transversal
5.5.2.1. Esfuerzos cortantes en la sección transversal en elementos sólidos.
5.5.2.2. Esfuerzos cortantes en elementos de pared delgada.

CAPITULO 6. ESFUERZOS BAJO CARGAS COMBINADAS (10 horas)

6.1. Introducción
6.2. Características de los elementos
6.3. Carga axial centrada y flexión
6.4 Flexión asimétrica
6.5 Caso general de carga axial excéntrica
6.6 Carga axial excéntrica en un plano principal
6.7 Núcleo Central
6.8 Fuerza cortante biaxial en perfiles delgados
6.9 Centro de corte
6.10 Caso general de esfuerzos combinados

CAPITULO 7. TRANSFORMACION DE ESFUERZOS Y DEFORMACIONES (8 HORAS)

7.1. Esfuerzos y deformaciones en un punto
7.2 Estado plano de esfuerzos y estado plano de deformaciones
7.3 Transformación en un estado plano de esfuerzos
7.3.1. Ecuaciones de transformación
7.3.2. Esfuerzos principales y esfuerzo cortante máximo
7.3.3. Círculo de Mohr
7.4. Transformación en el estado general de esfuerzos
7.5 Transformación en un estado plano de deformaciones
7.5.1. Ecuaciones de transformación
7.5.2. Deformaciones principales y deformación angular máxima
7.5.3. Círculo de Mohr
7.5.4. Rosetas de deformaciones
7.6. Ley generalizada de hooke
7.7 Dilatación; módulo de compresibilidad
7.8 Relación entre los módulos de elasticidad (E), rigidez (G) y de Poisson (m)

7.5. Transformación en un estado general de deformaciones. Ecuaciones de transformación

CAPITULO 8. CRITERIOS DE FALLA (4 HORAS)

8.1 Modos de falla y criterios asociados: fluencia, y fractura y deformaciones excesivas
8.2. Criterios de fractura para materiales frágiles en estado plano. Teoría del máximo esfuerzo normal(Ranking)
8.3 Criterios de fluencia para materiales dúctiles en el estado plano
8.3.1 Teoría del máximo esfuerzo cortante (Tresca)
8.3.2 Teoría de la máxima emergía de deformación ( Von Mises)
8.4 Caso de materiales con esfuerzos de fluencia diferentes en tracción y compresión. Teoría de Mohr (fractura y fluencia)

VI. SISTEMA DE EVALUACIÓN

El sistema de evaluación es permanente de modo que permite seguir el rendimiento académico de los alumnos. La evaluación de los alumnos se efectuará mediante prácticas y exámenes

DE LAS PRÁCTICAS

Las prácticas son de 3 tipos:
I. De aula (Pa). Son prácticas que el alumno debe desarrollar, individualmente y en el aula.
II. Complementarias (pc). Son prácticas en que el profesor solicita a loa alumnos el desarrollo de una tarea fuera de las horas de clase, sea individual o grupalmente.
III. Dirigidas (Pd). Son prácticas en que el docente interactúa con los estudiantes en grupos pequeños con el objetivo de guiarlos en el desarrollo de habilidades específicas sin que necesariamente se califique por su trabajo.

Las prácticas de tipo Pa se rigen por las siguientes normas y procedimientos:

a) Los alumnos que no asistan o que lleguen con un retraso mayor a 15 minutos después del inicio pierden el derecho a rendirla. Ningún alumno puede retirarse del aula antes de que pasen los primeros 15 minutos de iniciada la práctica. Si un alumno se retira luego de pasados 15 minutos, pero antes de que termine la práctica, debe entregar su trabajo y ya no puede reingresar.
b) Los alumnos que lleguen con un retraso menor a 15 minutos puede rendir la práctica solamente dentro de lo que resta del tiempo establecido para su realización. Bajo ninguna circunstancia ni modalidad podrá extenderse ese tiempo.
c) Las prácticas no pueden comenzar después 15 minutos de la hora programada.

DE LOS EXÁMENES

a) Los exámenes tendrán una duración entre dos y tres horas.
b) Los alumnos que no asistan o que lleguen con un retraso mayor a 30 minutos después del inicio pierden el derecho a rendirlo. Ningún alumno puede retirarse del aula antes de que pasen los primeros 30 minutos de iniciado el examen. Si un alumno se retira del examen luego de pasados 30 minutos, pero antes de que termine el examen, debe entregar su trabajo y ya no puede reingresar.
c) Los alumnos que lleguen con un retraso menor a 30 minutos pueden rendir el examen solo dentro de lo que resta del tiempo establecido para su realización. Bajo ninguna circunstancia ni modalidad podrá extenderse ese tiempo.
d) Los exámenes no pueden comenzar después de transcurridos 30 minutos de la hora programada.


DE LAS CALIFICACIONES

a) Los exámenes y las prácticas serán calificados con notas de cero (00) a veinte (20), utilizando únicamente números enteros. La nota mínima aprobatoria es de once (11). Si la suma de las calificaciones parciales de cada pregunta da un total con decimales, la cifra de los decimales no se tomará en cuanta si es menor de cinco; cuando la cifra de los decimales es de cinco o más se aumenta en una unidad la cifra de los enteros.
b) Los alumnos que, por cualquier motivo, dejen de rendir una práctica o un examen reciben la nota cero (00) en dicha evaluación.
c) El alumno que hubiera cometido o intentado cometer cualquier falta de probidad en la resolución de un examen o práctica recibe una calificación de cero (00)

DE LOS PROMEDIOS

a) Para efectos de obtener el promedio de las prácticas tipo Pa no se toma en cuenta el calificativo más bajo. La nota cero (00) obtenida como calificativo en aplicación de lo dispuesto en el inciso c) de las calificaciones, no se eliminará
b) Los promedios de las prácticas se calcularán con aproximación hasta las décimas. Cualquiera sea la cifra de las centésimas, no se tomará en cuenta.
c) La nota final del curso se calculará utilizando la fórmula que a continuación se detalla. En ella se usa la siguiente nomenclatura

Nf : Nota final
E1 : nota del primer examen
E2 ; nota del segundo examen (final)
P : promedio de prácticas tipo Pa (incluye las del tipo Pc o tipo Pd que hubieran) obtenido según el inciso a) y b)


d) La nota final del curso se expresa solo en números enteros. Si el cálculo de la nota final da un total con decimales, debe convertirse esa cifra a enteros (se añade un punto a la nota si el primer decimal es cinco o más; se elimina el decimal si es menor de cinco).

VII. BIBLIOGRAFIA

1. CURSO MULTIMEDIA DE RESISTENCIA DE MATERIALES.
2. APUNTES DE CLASE DE RESISTENCIA DE MATERIALES I. GILBERTO ALIAGA ATALAYA
3. MECÁNICA DE MATERIALES. Ferdinand BEER y Russell. JOHNSTON
4. MECÁNICA DE MATERIALES. Ferdinand BEER y Russell. JOHNSTON
5. INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA DE SÓLIDOS. Egor. POPOV.
6. MECÁNICA DE MATERIALES. S. TIMOSHENKO y J. GERE.
7. RESISTENCIA DE MATERIALES, Ferdinand SINGER y Andew PYTEL
8. MECÁNICA DE MATERIALES. E. POPOV
9. RESISTENCIA DE MATERIALES (2 tomos). S. TIMOSHENKO
10. MECÁNICA DE MATERIALES. R. W. FITZGERALD.
11. MECANICA DE MATERIALES, Russell HIBBELER.
12. RESISTENCIA DE MATERIALES, John CERNICA
13. MANUAL DE RESISTENCIA DE MATERIALES, G. PISARENKO Y otros
14. PROBLEMAS DE RESISTENCIA DE MATERIALES. J.MIROLIÚBOV
15 RESISTENCIA DE MATERIALES. V. I. FEODOSIEV.




Morales, Enero del 2009