Facultad de Ingeniería - Universidad Nacional de Cuyo P1- PROGRAMA DE ASIGNATURA
Asignatura: MECÁNICA APLICADA Carrera: Ingeniería de Petróleos
Año: 2009 Semestre: 6º Horas Semestre: 90 Horas Semana: 6
OBJETIVOS
Conocer los principios básicos de la Mecánica Técnica. Aplicar el conocimiento elaborado a problemas específicos del ejercicio profesional. Adquirir los fundamentos para la selección y verificación de maquinarias para aplicar en la industria.
CONTENIDOS
UNIDAD 1: FATIGA:
A- Relaciones deformación-vida y esfuerzo-vida.
B- Límite de resistencia a la fatiga. Resistencia a la fatiga. Factores que modifican el límite de
resistencia a la fatiga. Concentración de esfuerzo y sensibilidad a la muesca.
C- Caracterización de esfuerzos fluctuantes.
D- Lugares geométricos ante esfuerzos variables. Diagrama de Goodman Modificado. Criterios
de falla.
E- Daño acumulativo por fatiga. Resistencia a la fatiga por torsión. Cargas combinadas. Daño
acumulativo por fatiga. Resistencia a la fatiga superficial.
F- Prácticos Aplicados.
G- Cinemática del punto. Sistemas de referencia. Coordenadas rectangulares, polares y
cilíndricas. Concepto de posición, velocidad y aceleración. Hológrafa del movimiento. Ejercicios de aplicación. Movimiento relativo. Coordenadas móviles. Velocidad absoluta, relativa y de arrastre de un punto. Aceleración absoluta, relativa y de arrastre de un punto. Concepto físico de la aceleración de Coriolis. Aceleración de Coriolis en distintos puntos del globo terráqueo.
UNIDAD 2 ÁRBOLES Y EJES :
A Introducción – Dimensionamiento por consideraciones geométricas. B- Dimensionamiento por consideraciones de resistencia.
C- Materiales para ejes. Velocidades críticas. D- Prácticos Aplicados.
E- Cinemática del sólido. Concepto de rígido. Condición geométrica de rigidez. Condición
cinemática de rigidez. Movimiento de traslación y rotación axial y polar. Movimiento general del sólido o movimiento rototraslatorio. Determinación de velocidades y aceleración de distintos puntos de un sólido empleando el concepto de movimiento relativo. Eje instantáneo de rotación. Movimiento plano y helicoidal.
A- Definición. Defectos de desalineación en los acoplamientos.
B- Acoplamientos rígidos. Acoplamientos flexibles, descripción y selección: acoplamientos de
manchón, acoplamientos tipo Falk,etc.
C- Acoplamientos de compensación (acoplamientos de diente arqueado, Acoplamientos de
Oldahm, acoplamientos cardánicos, etc.). Trabajos Prácticos Aplicados.
D- Movimiento plano. Concepto de centro instantáneo de rotación (CIR). Propiedades del CIR.
Ubicación gráfica y analítica del CIR. Determinación de velocidades de distintos puntos aplicando el concepto de CIR. Concepto de polodia fija y móvil (Base y ruleta).
UNIDAD 4: – ACOPLAMIENTOS TEMPORARIOS:
A- Consideraciones de estática. Fundamento de análisis de frenos.
B- Embragues y frenos de tambor con zapatas interiores. Embragues y frenos de tambor con
zapatas exteriores –
C- Embragues axiales de fricción de contacto. (desgaste uniforme, presión uniforme). Frenos de
disco (desgaste uniforme, presión uniforme). Consideraciones de energía – Elevación de temperatura - Materiales de fricción – Fallas en embragues y frenos.
Trabajos Prácticos de Selección y Verificación.
D- Mecanismos. Definición de mecanismo. Diferencia entre mecanismo y máquina. Cadena. Cadena cinemática. Pares o juntas. Elementos de un mecanismo. Inversión. Condición de Grashof. Grados de libertad de un mecanismo. Condición de Gruebler. Mecanismo desmodrómico. Mecanismo Lavil. Centros instantáneos. Teorema de Kennedy. Determinación de cantidad y ubicación de centros. Determinación de velocidades de mecanismos utilizando el concepto de centros. Mecanismos de contacto directo. Curvas conjugadas.
UNIDAD 5: TRANSMISIONES POR CORREAS
A- Comparación de los principales sistemas de transmisión de potencia. Correas planas y en
V. Proceso de selección. Montaje y mantenimiento.
B- Correas Dentadas. Proceso de selección. Montaje y mantenimiento
C- Trenes. Trenes comunes, simples y compuestos. Trenes epicicloidales e hipocicloidales.
Relación de transmisión. Fórmula de Willis. Método Tabular. Trenes diferenciales. Diferencial del automóvil. Relación fundamental del diferencial.
UNIDAD 6: TRANSMISIONES POR CADENAS:
A- Elementos constitutivos, materiales y normas. Transmisiones abiertas y coberturas de
protección y lubricación. Longitud y empalme de cadenas.
B- Efecto poligonal- capacidad de potencia de las transmisiones de cadena. Proceso de
selección de una transmisión.
C- Montaje, lubricación y mantenimiento
D- Mecanismo de levas. Grados de libertad. Centros. Ubicación de los centros. Distintos tipos
de levas y seguidores. Determinación de alzada, velocidad, aceleración y Jerk de levas polinómicas (parabólica), armónicas y cicloidales. Uso de cada una de ellas. Trazado de una leva con distintos tipos de seguidores. Ángulo de presión.
A- Embragues hidráulicos- Funcionamiento, Campo de aplicación, ventajas e inconvenientes-
Selección - Rendimiento- calor generado y disipación térmica-
B- Geometría de masas. Concepto de centro de masas y centro de gravedad. Ubicación del
centro de masas. Concepto de momento de inercia y momento centrífugo. Momento axial, polar y planar. Regla de Steiner. Momento de inercia de un cuerpo respecto a un eje cualquiera. Ejes principales. Propiedades de los ejes principales. Condiciones de simetría.
UNIDAD 8 : RODAMIENTOS:
A- Tipos. Designación. Características y aplicaciones.
B- Selección del tamaño por cargas dinámicas. Formulas de vida.
C- Cargas sobre los rodamientos. Carga dinámica equivalente, en un intervalo. Etc. D- Selección del tamaño por cargas estáticas. Lubricación y estanqueidad.
E- Trabajos prácticos de selección con manuales y software.
G- Sistemas. Sistemas discretos y contínuos. Fuerzas exteriores e interiores de un sistema.
Sistema rígido o sólido. Teorema del centro de masas. Trabajo Elemental. Energía cinética de un sistema discreto de puntos. Teorema de Konig. Energía cinética de un sólido. Teorema de König. Cantidad de movimiento de un sistema discreto y de un sólido.
UNIDAD 9: ENGRANAJES:
A- Tipos más usuales (rectos, helicoidales, cónicos rectos, cónicos oblicuos, hipoidales
,sinfín-rueda helicoidal). Aplicaciones de ellos. Definiciones.
B- Dimensionamiento geométrico de engranajes cilíndricos y helicoidales.
C- Dimensionamiento según AGMA. Resistencia a la flexión. Resistencia a la picadura. D- Tipos de fallas de los engranajes
E- Momento angular o Drall. Momento angular relativo al centro de masa: variación del Drall.
Componentes del Drall. Componentes del Drall para un sólido. Sólido que gira alrededor de un eje fijo. Momento de las fuerzas exteriores y resultantes de las fuerzas exteriores. Ecuaciones cardinales de la Dinámica. Ecuaciones para ternas no inerciales. Ecuaciones de Euler. Reacciones dinámicas.
UNIDAD 10: VIBRACIONES Y BALANCEO: A- Generalidades. Sistemas conservativos.
B- Vibraciones libres amortiguadas. Amortiguamiento subcrítico, crítico y supercrítico. C- Vibraciones forzadas.
D- Control de vibraciones. Aislamiento de vibraciones: Absorbedores de vibraciones. Normativa
sobre vibraciones.
E- Mantenimiento predictivo. Análisis de vibraciones, causas, monitoreo. Causas mas comunes
de fallo
UNIDAD 11: CIRCUITOS NEUMATICOS:
A- Descripción y aplicación de elementos de circuitos neumáticos y
electroneumáticos.:Unidades de tratamiento de aire comprimido (FRL)- selección. Cilindros de simple y doble efectos - formas constructivas Cilindros de membrana ,cilindros sin vástago, Amortiguación de fin de carrera. Determinación de diámetros de vástagos, consumo de aire, diámetro de las válvulas. Simbología general normalizada de cilindros, válvulas y sus accionamientos de 2,3,4 y,5 vías- Otros elementos.. Válvulas OR y AND, válvulas antiretorno, reguladoras de flujo, temporizadores, Programadores
B- Circuitos simples-diseño.
UNIDAD 12: UNIONES SOLDADAS:
A- Generalidades. Representación normalizada de soldaduras. Soldaduras a tope y a filete.
Esfuerzos en soldaduras sujetas a torsión. Esfuerzos en soldaduras sujetas a flexión.
B- Resistencia de las uniones soldadas. Concepción de uniones soldadas. Carga de fatiga.
Principales procedimientos de soldadura. Materiales soldables.
METODOLOGÍA DE ENSEÑANAZA
Teoría: Clase magistral con exposición mediante proyecciones en computadora, acompañando con los elementos reales (cadenas, engranajes, ect) que estén involucrados en el tema. Práctica: Resolución de problemas guiados por docentes, dictado de prácticos con ejercitación de los temas dictado en teoría, para resolución grupal o individual.
Actividad Carga horaria por
semestre
Teoría y resolución de ejercicios simples 90 Formación Práctica
Formación Experimental – Laboratorio 0 Formación Experimental – Trabajo de campo 0 Resolución de problemas de ingeniería 0
Proyecto y diseño 0
Total 90
BIBLIOGRAFÍA Bibliografía básica
Autor Título Editorial Año Ejemplares en biblioteca Beer, F., Johnston, R Mecánica vectorial para
ingenieros. Dinámica
Mc Graw
Hill Varios 24 Shigley, JE, Mischke, CR Diseño en ingeniería mecánica Mc Graw
Hill Varios 14 Norton, RL Diseño de máquinas Prentice
Hall 1994 4
Boresi, APm Schmidt, R Dinámica Thompson 2001 5 Fanchon, JL Guide des sciences et
technologies industrelles
Afnor
Nathan 2001 3
Merian Mecánica Racional Ham, Crane, Rogers Mecánica de máquinas
SKF Manual SKF
Dougthie, James Mecanismos
METODOLOGÍA DE APROBACIÓN DEL CURSADO
Se evalúa con tres notas: dos producto de evaluaciones prácticas parciales y una de evaluación de la presentación de carpeta de trabajos prácticos.
Requisitos para obtener la regularidad: aprobar los dos parciales, presentar la carpeta de trabajos prácticos y tener un 75% de asistencia a clases.
Programa de examen BOLILLAS UNIDADES 1 1-5-12-4 2 2 – 12 –9 -3 3 3 – 8 –10– 7 4 2 -11 – 6 –1 5 5 – 6-8 – 9 6 6 –11 –12 – 7 7 8 – 2 – 11 – 1 8 9 – 4 – 10 – 7 9 10– 3 –5-4
