Termodinámica Programa Analítico

1. IDENTIFICACIÓN GENERAL

PROGRAMA ACADÉMICO

INGENIERÍA INDUSTRIAL

REGIÓN DE FORMACION

PROFESIONAL

ÁREA

BÁSICA PROFESIONAL

SEMESTRE

VI

PERIODO LECTIVO

2017-2

1. IDENTIFICACIÓN DE LA ASIGNATURA

CÓDIGO

5208

NOMBRE DE LA ASIGNATURA

MECÁNICA DE LOS MATERIALES

CRÉDITOS

TOTAL HORAS

HORAS PRESENCIALES

HORAS INDEPENDIENTES

4

10

6

4

1. INTRODUCCIÓN

El Ingeniero Industrial de la Universidad Simón Bolívar es un profesional de las organizaciones y los complejos industriales. Sobre sus hombros reposa el gran compromiso de asegurar la prosperidad y el éxito de una industria. La Mecánica de Sólidos es una de las facetas que gobiernan el Control de Calidad, especialmente si el objetivo de una industria es fabricar piezas, dispositivos o piezas que garanticen la resistencia a las solicitaciones de esfuerzo con los factores de seguridad requeridos.

Desde el ángulo de la calidad en la educación superior, la orientación de la cátedra debe estar sustentada en el sistema de educación por competencias. El futuro Ingeniero Industrial necesita desarrollar una serie de habilidades y competencias para interpretar, analizar, proponer soluciones y solventar situaciones en el contexto profesional en las que se necesita cuantificar, estimar y analizar los esfuerzos/deformaciones que sufren las piezas de un sistema sometido a fuerzas y cargas estáticas externas, y aplicar criterios para seleccionar materiales que ofrezcan resistencia a tales esfuerzos/deformaciones y además calcular y dimensionar las características geométricas de tales piezas.

1. JUSTIFICACIÓN

Es de gran importancia para el ingeniero industrial contar con herramientas que le permitan analizar problemas de diseño, selección de materiales, esfuerzos, factor de seguridad, de máquinas y elementos de máquinas, donde se encuentren recursos escasos y a partir de allí presentar soluciones óptimas que permitan tomar decisiones acertadas para el funcionamiento de un sistema. El estudio, comprensión y análisis de esta asignatura desarrolla en los estudiantes la habilidad necesaria para formular y solucionar problemas que surgen en la mecánica de materiales.La aplicación de las técnicas cuantitativas a la mecánica de materiales, unida con el uso de software de analices de esfuerzos, selección de materiales, tendrá un efecto significativo en el mejoramiento importante en las actividades de la organización, un aumento en la competitividad y la productividad.

1. PROBLEMAS E INCERTIDUMBRES.

¿Cómo se puede seleccionar un material apropiado y estimar sus características geométricas de manera que la pieza o estructura sea capaz de soportar con margen de seguridad amplio las cargas externas estáticas o en equilibrio presentes en el sistema?

1. OBJETIVO GENERAL

Formar profesionales  en ingeniería industrial con capacidad de establecer los modelos matemáticos que gobierna una solicitación de esfuerzo determinada sobre una estructura, pieza o dispositivo mediante las herramientas cognoscitivas adquiridas en mecánica de materiales y determinar con base en lo anterior el tipo de material, las medidas geométricas de la pieza y el factor de seguridad que garantizará la resistencia del material antes de su falla a Fluencia o a Fractura para una determinada aplicación.

1. PROPÓSITOS FORMATIVOS

El Ingeniero Industrial de la Universidad Simón Bolívar es un profesional con un enfoque sistémico soportado en el conocimiento de modelos, técnicas, métodos y herramientas aplicados,para fomentar la apropiación de los fundamentos de las teorías y enfoques científicos específicos para abordar los fenómenos del campo disciplinar profesional. Igualmente, ejercer las practicas y procedimientos inherentes al objeto de estudio, haciendo uso de tecnologías de acuerdo con la naturaleza del objeto de intervención profesional; todo ello con la consciencia de responder éticamente a los problemas que se plantean en la profesión o campo laboral

1. COMPETENCIAS.

COMPETENCIAS

UNIDADES DE COMPETENCIAS

ELEMENTOS DE COMPETENCIAS

INDICADORES DE DESEMPEÑO

Conoce los problemas asociados a los procesos productivos de las organizaciones  de bienes y servicios, utilizando la mecánica de materiales, mediante modelos para determinar cargas/esfuerzos, y para solucionar problemas de ingeniería.

Desarrollar una actitud crítica hacia análisis de situaciones y condiciones de mejora continua

Aplica los conceptos que fundamentan el estudio de la mecánica de materiales de ingeniería en la práctica, a partir del análisis de casos y el planteamiento de situaciones problema.

Proponer alternativas de solución a situaciones hipotéticas relacionadas con la selección, geometría y esfuerzos de materiales dentro de procesos de aprovisionamiento y producción de bienes y servicios.

Estudiar las cargas y esfuerzos de los materiales  y su comportamiento ante modificaciones

Diferenciar entre los diferentes tipos de esfuerzos en una pieza y las cargas que lo producen.

Determinar y cuantificar los esfuerzos principales de una pieza sometida a varios tipos de esfuerzos simultáneamente mediante la teoría del Círculo de Mohr

Desarrollar argumentos críticos que fundamenten la toma de decisiones asertivas durante la solución de situaciones problema o casos de estudios

Comprende las técnicas y conceptos de la Mecánica de Materiales

Explica y ejemplifica correctamente las condiciones que caracterizan la condición de carga y esfuerzos materiales estudiados dentro del curso.

Utiliza el circulo de Mohr para calcular los esfuerzos principales en el caso de cargas combinadas

Plantea y analiza la solución de problemas selección, geometría y proceso de materiales

CONTENIDOS

METODOLOGÍA

MATERIALES Y RECURSOS

EVALUACIÓN

BIBLIOGRAFÍA

SEMANA

UNIDADES DE APRENDIZAJE

TEMAS

1. Estática de un sistema simple en el plano y el espacio

• Sistemas y cuerpos en equilibrio en el plano y el espacio
• Combinación de fuerzas externas y momentos
• Las tres condiciones de equilibrio de un sistema en el plano
• Cálculo de Reacciones y fuerzas desconocidas

Casos de estudios

Se estimula el auto aprendizaje mediante la investigación previa de los estudiantes de las temáticas a desarrollar en clase.

A partir del conocimiento auto adquirido, se profundizan en los temas con participación del docente y de los estudiantes.

Se dispone para el desarrollo del proceso docente educativo de ayudas didácticas como tablero acrílico, computador  y video beam.

La evaluación será un proceso permanente, en la que incorporarán elementos como la participación, el desarrollo de actividades investigativas, desarrollo de talleres y otros.

Para evaluar las competencias conceptuales, se realiza la Estrategia de Evaluación correspondiente a  una mesa redonda.

Mecánica vectorial para ingenieros. Estática. Beer and Johnston.

Editorial Mc Graw Hill, décima edición, año 2013

1-2

1. Cálculos en estructuras compuestas y cerchas

• Concepto de Estructura
• Diferencia entre un marco y una máquina
• Cerchas y armaduras
• Método de los Nudos  
• Método de las secciones

• Casos de estudios

El docente expone a través de un material elaborado por él lo siguiente:

Métodos para resolver estructuras y el tipo de carga

.

El docente realiza a nivel de ejemplo la forma como se deben determinar las cargas en punto o nodo

Pasadas al tablero y taller.

Se dispone para el desarrollo del proceso docente educativo de ayudas didácticas como tablero acrílico, computador  y video beam, además uso de carteleras.

Para evaluar las competencias del pensamiento crítico e investigativa se realizan pasadas al tablero y el desarrollo de un taller grupal.

Mecánica vectorial para ingenieros. Estática. Beer and Johnston.

Editorial Mc Graw Hill, décima edición, año 2013

3-5

1. Centro de gravedad y momento de inercia

• Concepto
• Método de cálculo
• Centroide de figuras comunes
• Figuras compuestas
• Momentos de inercia de figuras comunes

• Momentos de inercia de figuras compuestas

La actividad metodológica consiste en tomar un ejercicio del parcial que se haya formulado para posteriormente hallar un tipo de solución

Se dispone para el desarrollo del proceso docente educativo de ayudas didácticas como tablero acrílico  y uso de carteleras.

Se evalúa la aplicación  de métodos mediante trabajo grupal.

Mecánica vectorial para ingenieros. Estática. Beer and Johnston.

Editorial Mc Graw Hill, décima edición, año 2013

6-8

1. Esfuerzo y deformación axial

• Concepto de Esfuerzo y Concepto de Deformación
• Relación entre Esfuerzo y Deformación
• Sistemas estáticamente indeterminados
• Cálculo de la Deformación
• Diagrama de Esfuerzo – Deformación

• Ejercicios y Problemas

La actividad metodológica consiste en tomar un ejercicio del parcial que se haya formulado para posteriormente hallar una solución algebraica.

Se dispone para el desarrollo del proceso docente educativo de ayudas didácticas como tablero acrílico, computador  y video beam.

Se evalúa la aplicación  métodos mediante trabajo individual y grupal.

Mecánica vectorial para ingenieros. Estática. Beer and Johnston.

Editorial Mc Graw Hill, décima edición, año 2013

Mecánica de Materiales, R. C. Hibbeler. Editorial Pearson Prentice Hall, sexta edición 2004

09-11

1. Esfuerzos cortantes y de torsión

• Concepto de Esfuerzo Cortante
• Esfuerzos en pernos y remaches
• Ejemplos de aplicación
• Momento Torsor
• Esfuerzo cortante y Angulo de Torsión
• Ejes giratorios: sistemas de transmisión de potencia
• Relaciones de velocidad angular y torques

• Ejercicios y Problemas

Se estimula el auto aprendizaje mediante la investigación previa de los estudiantes de las temáticas a desarrollar en clase. A partir del conocimiento auto adquirido, se profundizan en los temas con participación del docente y de los estudiantes.

Se dispone para el desarrollo del proceso docente educativo de ayudas didácticas como tablero acrílico, computador  y video beam.

Se evalúa la capacidad crítica, de los esfuerzos cortantes y de torsión.

Mecánica de Materiales, R. C. Hibbeler. Editorial Pearson Prentice Hall, sexta edición 2004

10-12

1. Flexión, diagrama de momento flector y fuerzas cortantes e impacto

• Concepto de esfuerzo cortante y de flexión
• Fuerza Cortante y Momento Flector
• Diagramas de Fuerzas Cortantes y Momento Flector
• Estudios de casos
• Cálculo de la Flexión en Vigas
• Cálculo del Esfuerzo Cortante en Vigas
• Diseño de vigas de formas geométricas simples
• Diseño de vigas usando perfiles comerciales: Manejo de Tablas
• Estudios de casos
•  Concepto de Impacto
• Energía de deformación
• Péndulo Charpy

• Ensayo de Impacto

• Se explicará la estructura de los modelos de los tipos de vigas, la solución óptima o más económica.

• Los estudiantes solucionarán varios ejercicios.

• Se dispone para el desarrollo del proceso docente educativo de ayudas didácticas como tablero acrílico, computador  y video beam.

Se evalúa la aplicación  por medio de casos de estudios.

Mecánica vectorial para ingenieros. Estática.Beer and Johnston.

Editorial Mc Graw Hill, décima edición, año 2013

Mecánica de Materiales, R. C. Hibbeler. Editorial Pearson Prentice Hall, sexta edición 2004

13-14

1. Cargas Combinadas: Teoría del Círculo de Mohr.

• Cargas combinadas
• Arboles sometidos a flexión, torsión y carga axial
• Diagramas de cargas en los dos planos X y Y
• Cargas cortantes puras y esfuerzo cortante
• Determinación de los esfuerzos críticos normal y cortante
• Círculo de Mohr y su aplicación

• Ejercicios y Problemas

• Se explicará el efecto de esfuerzos combinados en un material, determinación de la sección y punto crítico.

• Los estudiantes solucionarán varios ejercicios.

• Se dispone para el desarrollo del proceso docente educativo de ayudas didácticas como tablero acrílico, computador  y video beam.

Se evalúa la aplicación  por medio de casos de estudios.

Mecánica de Materiales, R. C. Hibbeler. Editorial Pearson Prentice Hall, sexta edición 2004

15-16