SILABO DEL CURSO RESISTENCIA DE MATERIALES

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SILABO DEL CURSO RESISTENCIA DE MATERIALES

I. INFORMACION GENERAL

1.1 Facultad Ingeniería

1.2 Carrera Profesional Ingeniería Mecatrónica 1.3 Departamento ---

1.4 Requisito Mecánica de Cuerpo Rígido (ciclo 4) 1.5 Periodo Lectivo 2014 - 1

1.6 Ciclo de Estudios 5

1.7 Inicio - Término 24 de marzo 2014 – 19 de julio 2014 1.8 Extensión Horaria 8 horas totales (04 HC – 04 HNP)

1.9 Créditos 4

II. SUMILLA

El cursos Resistencia de Materiales es de naturaleza teórica – práctica, tiene como propósito, brindar a los estudiantes conocimientos sobre los esfuerzos y deformaciones en los elementos que forman parte de las estructuras, sometidas ante las solicitaciones de tracción y compresión, torsión y flexión, actuando en forma aislada o conjunta.

Los temas principales son: Introducción: Conceptos básicos de la resistencia de materiales; Propiedades de diseño de los materiales; Esfuerzo directo, deformación y diseño; Esfuerzo cortante y deformación torsional; Fuerzas cortantes y momentos flexionantes en vigas; Centroides y momentos de inercia de áreas; esfuerzo debido a la flexión; esfuerzos cortantes en vigas; flexiones en vigas y Esfuerzos combinados.

III. LOGRO DEL CURSO

Al finalizar el curso, el estudiante expone los conceptos de esfuerzo y deformación unitarios y su relación con la ley de Hooke, empleando las ecuaciones matemáticas para determinar los esfuerzos principales de un estado plano, vigas por flexión y de columnas por pandeo, las tablas de perfiles estructurales, con criterio y coherencia.

IV. UNIDADES DE APRENDIZAJE

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Nombre de Unidad I: INTRODUCCIÓN. CONCEPTOS BÁSICOS DE LA RESISTENCIA DE MATERIALES.

Logro de la Unidad: Al finalizar la unidad el estudiante usa las unidades SI y sistema inglés, empleando los conceptos de esfuerzo y deformación y los perfiles estructurales estándar, con coherencia y criterio.

Se m

Contenidos Saberes

Básicos

Actividades de aprendizaje

Recursos

Criterios de evaluación Horas

Presenc.

Horas no Presenc.

1

 Sistemas de unidades básicas.

 Relación entre masa, fuerza y peso.

 Utiliza unidades correctas.

 Utiliza términos masa y peso correctament e.

 Realiza ejercicios del tema en la

biblioteca.

 Aula virtual.

 Bibliografía básica.

 Participa

activamente en clases.

 Presenta en el tiempo

establecido, el trabajo

solicitado.

 Resuelve los ejercicios propuestos en clase, siguiendo las pautas establecidas.

 Muestra

iniciativa para el trabajo en equipo.

2

 Concepto de esfuerzo. Tipos de esfuerzo.

 Concepto de deformación.

 Tamaños preferidos y perfiles

estándar.

 Define y calcula esfuerzo y sus tipos.

 Define y calcula deformación.

 Reconoce perfiles estructurales estándar.

 Elabora un resumen de los

conceptos estudiados

en la

segunda semana de clase.

 Resuelve problemas propuestos en clase.

 Investiga sobre el tema de la siguiente semana.

 Aula virtual.

 Participa

solicitado.

Muestra

Nombre de Unidad II: PROPIEDADES DE DISEÑO DE LOS MATERIALES

Logro de la Unidad: Al terminar la unidad, el estudiante define las propiedades mecánicas de los metales, los materiales dúctiles y frágiles, la designación de aceros y aluminios, las propiedades de los aceros, hierros y otros metales, empleando los instrumentos vistos en clase, con claridad y criterio.

Se m

Básicos

Recursos

Presenc.

 Acero y hierro fundido.

 Aluminio,

 Conoce los usos típicos de materiales

 Aula virtual.

 Participa

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3

cobre, latón y bronce.

 Zinc, magnesio, titanio y aleaciones de níquel.

de ingeniería.

 Define propiedades de

resistencia de

materiales.

 Define Ley de Hooke, módulo de elasticidad a tensión, módulo de elasticidad a cortante y relación de Poisson.

 Reconoce material frágil y material dúctil.

 Interpreta el sistema de numeración unificado (UNS).

 Describe las propiedades del acero y sus tipos, el aluminio y otros

metales.

en la

tercera semana de clase.

 Resuelve problemas propuestos en clase.

solicitado.

 Muestra

Nombre de Unidad III: ESFUERZO DIRECTO, DEFORMACIÓN Y DISEÑO

Logro de la Unidad: Al finalizar la unidad el estudiante, define el concepto de esfuerzo y factor de diseño, esfuerzo permisible y esfuerzo de trabajo, reconociendo los tipos de carga y su aplicación en el diseño de miembros a través de la evaluación la deformación térmica, con claridad y criterio.

Se m

Básicos

Recursos

Presenc.

4

 Diseño de miembros sometidos a tensión o compresión directa.

 Esfuerzos normales de diseño. Factor de diseño.

Guías para seleccionar factores de diseño.

 Deformación elástica en miembros sometidos a

 Define esfuerzo y factor de diseño.

 Analiza esfuerzo de diseño, esfuerzo permisible y esfuerzo de trabajo.

 Analiza factor de diseño, factor de seguridad y margen de seguridad.

 Describe

conceptos estudiados en la cuarta semana de clase.

 Se reúne en grupos para

resolver problemas y discutir conceptos estudiados en clase, como

 Aula virtual.

 Participa

solicitado.

 Muestra

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tensión y compresión.

 Deformación provocada por cambios de temperatura.

Esfuerzo térmico.

 Esfuerzo de

apoyo y

diseño.

 Esfuerzo cortante de diseño.

tipos de carga:

estática, repetida y de impacto.

 Diseña miembros sometidos a esfuerzo de tensión, compresión y cortante.

 Evalúa deformación provocada por dilatación térmica.

preparación para la primera práctica calificada.

Evaluación: PRIMERA PRACTICA CALIFICADA – T1 (semana 4)

Nombre de Unidad IV: ESFUERZO CORTANTE Y DEFORMACION TORSIONAL

Logro de la Unidad: Al finalizar la unidad el estudiante, calcula la magnitud del par de torsión, potencia y esfuerzo cortante máximo de un miembro debido a la carga torsional y el momento polar de inercia y el módulo de sección polar para ejes sólidos y huecos, aplicando las técnicas trabajadas con claridad y criterio.

Se m

Básicos

Recursos

Presenc.

5

 Par de torsión, potencia y velocidad de rotación.

 Esfuerzo cortante torsional en secciones circulares.

 Momento polar de inercia barras

circulares sólidas.

 Esfuerzo cortante torsional barras circulares huecas.

 Diseño miembros circulares sometidos a torsión.

 Define el par de torsión y calcula su magnitud.

 Define la relación entre potencia, par de torsión y velocidad de rotación y

usa las

unidades en el SI y sistema inglés.

 Calcula el esfuerzo cortante máximo.

 Calcula el momento polar de inercia y el módulo de sección polar

en ejes

sólidos y huecos.

 Define módulo de elasticidad a al cortante.

conceptos estudiados en la quinta semana de clase.

resolver problemas y discutir conceptos estudiados en clase, como preparación para la segunda práctica calificada.

 Aula virtual.

 Participa

solicitado.

 Muestra

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Nombre de Unidad V: FUERZAS CORTANTES Y MOMENTOS FLEXIONANTES EN VIGAS

Logro de la Unidad: Al finalizar la unidad, el estudiante reconoce una viga, el tipo de apoyos, sus cargas concentradas o distribuidas, calcula las reacciones en los apoyos y elaborar los Diagrama de Fuerzas Cortantes y Diagramas de Momentos Flectores, utilizando las técnicas trabajadas con claridad y criterio..

Se m

Básicos

Recursos

Presenc.

6

 Cargas en vigas, apoyos y tipos de vigas.

Reacciones en los apoyos.

 Fuerzas cortantes y momentos flexionantes con cargas concentradas.

 Diagramas de vigas con cargas

concentradas.

 Define el término viga.

 Describe tipos de carga

aplicados a vigas.

 Describe tipos de viga.

conceptos estudiados en la sexta semana de clase.

resolver problemas y discutir conceptos estudiados en clase, como preparación para la segunda práctica calificada y examen parcial.

 Aula virtual.

 Participa

solicitado.

 Muestra

iniciativa para el trabajo en equipo..

7

 Fuerzas cortantes y momentos flexionantes con cargas distribuidas.

 Fuerzas cortantes y momentos flexionantes

vigas en

voladizo.

 Diagramas cuerpo libre de componentes de estructuras.

 Dibuja diagrama de cuerpo libre de vigas mostrando fuerzas y reacciones.

 Traza

diagrama de fuerza

cortante y diagrama de momentos flectores completos

en la

séptima semana de clase.

 Se reúne en grupos para resolver problemas y discutir conceptos estudiados en clase, como preparación para la segunda práctica calificada y examen parcial.

 Aula virtual.

 Participa

solicitado.

 Muestra

iniciativa para el trabajo en equipo..

8 EXAMEN PARCIAL

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Nombre de Unidad VI: CENTROIDES Y MOMENTOS DE INERCIA DE AREAS

Logro de la Unidad: Al finalizar la unidad, el estudiante calcula la posición del centroide de figuras planas simples y compuestas así como su momento de inercia, utilizando el Teorema de Ejes Paralelos, con claridad y criterio.

Se m

Contenidos

Saberes Básicos

Recursos

Presenc.

9

 Concepto de centroide:

Perfiles simples.

 Centroide de formas

complejas.

 Concepto momento inercia de área.

 Momento inercia de áreas

compuestas.

 Teorema del eje paralelo.

Radio de giro y

módulo de

sección.

 Define centroide y su

localización mediante uso de fórmulas.

 Calcula ubicación de centroide de formas complejas mediante uso de fórmulas.

 Define momento de inercia.

 Utiliza en forma

apropiada el Teorema del Eje Paralelo para calcular momento de inercia de formas complejas.

 Reconoce tipos de perfiles eficientes en función de su capacidad de producir un gran

momento de inercia con respecto al área de la sección transversal.

en la

novena semana de clase.

resolver y repasar problemas y conceptos propuestos en clase.

 Aula virtual.

 Participa

solicitado.

Muestra

Nombre de Unidad VII: ESFUERZO DEBIDO A LA FLEXION

Logro de la Unidad: Al finalizar la unidad el estudiante aplica la fórmula de flexión para calcular el esfuerzo máximo causado por flexión en una viga para determina el eje neutro y el efecto de momento de inercia, seleccionando los perfiles estructurales estándar, aplicando las técnicas trabajadas con claridad y criterio.

Se m

Básicos

Recursos

Presenc.

 Fórmula de  Aprende el  Elabora un  Aula virtual.  Participa

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10

flexión y usos.

 Análisis, diseño de vigas y esfuerzos de diseño.

 Módulo de sección y procedimientos de diseño.

 Perfiles preferidos para secciones transversales de vigas.

enunciado de la fórmula de flexión y calcula el esfuerzo máximo por flexión.

 Entiende las condiciones para el uso de la fórmula de la flexión.

 Reconoce la necesidad de evitar que la viga no se flexione bajo la acción de cargas flexionantes.

 Define el eje neutro.

 Determina el esfuerzo de diseño apropiado en el diseño de vigas.

 Define y calcula el módulo de sección para seleccionar perfiles estructurales.

resumen de los

conceptos estudiados en la décima primera semana de clase.

 Se reúne en grupos para resolver y repasar problemas y conceptos propuestos en clase como preparación para la tercera práctica calificada.

solicitado.

 Muestra

Nombre de Unidad VIII: ESFUERZOS CORTANTES EN VIGAS

Logro de la Unidad: Al finalizar la unidad, el estudiante calcula la magnitud de los cortantes en vigas en el primer momento de área requerido en el análisis de esfuerzos cortantes y su distribución, aplicando las técnicas vistas, con claridad y criterio.

Se m an a

Básicos

Recursos

Presenc.

11

 Fórmula general de cortante.

 Fórmulas especiales de cortante.

 Esfuerzo cortante de diseño.

 Calcula la magnitud de las cortantes mediante formula general.

 Evalúa el primer momento del área

requerido en análisis de esfuerzos cortantes.

 Describe cuatro

en la

décima primera semana de clase.

resolver y repasar problemas

 Aula virtual.

 Participa

solicitado.

 Muestra

iniciativa para el

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aplicaciones de diseño donde los esfuerzos cortantes podrían ser críticos en vigas.

y conceptos propuestos en clase como preparación para la cuarta práctica calificada

trabajo en equipo.

Nombre de Unidad IX: FLEXIONES EN VIGAS

Logro de la Unidad: Al finalizar la unidad, el estudiante explica el desarrollo de las relaciones entre carga, tipo de apoyo en una viga y la flexión de ésta, empleando fórmulas estándar y el principio de superposición para resolver problemas complejos, con claridad y

criterio.

Se m

Básicos

Recursos

Presenc.

12

 Principios generales y definiciones de términos.

 Método de la fórmula.

 Superposición mediante fórmulas de flexión.

 Muestra una gráfica la relación entre carga, fuerza cortante, momento flector, pendiente y curvas de flexión de vigas.

 Define viga estáticament e

determinada

y viga

estáticament e

indeterminad a.

 Define viga continua,

viga en

voladizo apoyada de extremo fijo.

 Utiliza formulas estándar para calcular la flexión de vigas.

 Usa el principio de superposició n para aplicar formulas estándar y resolver problemas complejos.

en la

décima segunda semana de clase.

resolver y repasar problemas y conceptos propuestos en clase como preparación para la cuarta práctica calificada.

 Aula virtual.

 Participa

solicitado.

 Muestra

Evaluación: SEGUNDA PRACTICA CALIFICADA – T2 (semana 12)

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 Método de integración sucesiva.

 Método de área- momento

 Aplica el método de integración sucesiva a vigas sometidas a una amplia variedad de condiciones de carga y apoyo.

 Usa el método de área de momento para determinar la

pendiente y flexión de una viga.

en la

décima tercera semana de clase.

 Aula virtual.

 Participa

solicitado.

 Muestra

Nombre de Unidad X: ESFUERZOS COMBINADOS

Logro de la Unidad: Al finalizar la unidad, el estudiante aplica el factor de diseño para esfuerzo normal combinado para optimizar el perfil y dimensiones del miembro sometido a carga con respecto a variación del esfuerzo en él y sus propiedades de resistencia, empleando la Teoría de Falla por esfuerzo cortante máximo y el desarrollo de las ecuaciones de esfuerzos combinados en la construcción de un Círculo de Mohr coherentemente.

Se m

Básicos

Recursos

Presenc.

14

 Elemento sometido a esfuerzo.

Distribución de esfuerzo creada por esfuerzos básicos.

 Esfuerzos normales combinados.

 Esfuerzos normales y cortantes combinados.

 Reconoce casos en los que ocurren esfuerzos combinados.

 Reconoce la importancia de los DCL de

componentes de

estructuras en análisis de esfuerzos combinados.

 Calcula esfuerzo normal resultante de la aplicación de esfuerzo flector con esfuerzo normal.

 Evalúa factor de diseño para esfuerzo

en la

décima cuarta semana de clase.

 Se reúne en grupo para

analizar y desarrollar el trabajo de

esfuerzos

 Aula virtual.

 Participa

solicitado.

 Muestra

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normal combinado.

 Optimiza el perfil y dimensiones del miembro sometido a carga.

combinados

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 Ecuaciones para determinar esfuerzos en cualquier dirección.

 Esfuerzos máximos.

Circulo de Mohr para determinar esfuerzo.

 Analiza miembros sometidos únicamente a flexión y torsión combinadas.

 Utiliza la teoría de falla por esfuerzo cortante máximo.

 Comprende el desarrollo de

ecuaciones de esfuerzos combinados, con lo que se calcula:

esfuerzos principales, orientación del elemento bajo

esfuerzo, esfuerzo cortante máximo, esfuerzo normal.

 Construye el círculo de Mohr para esfuerzo biaxial y lo interpreta.

en la

décimo quinta semana de clase.

 Aula virtual.

 Participa

solicitado.

 Muestra

Evaluación: ENTREGA Y EXPOSICION DE PROYECTO – T3 (semana 15) 16 EVALUACIÓN FINAL

17 EVALUACIÓN SUSTITUTORIA

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V. ESTRATEGIAS DIDACTICAS

 Aprendizaje colaborativo.

 Esfuerzos combinados.

VI. SISTEMA DE EVALUACION DEL CURSO El cronograma de evaluación es el siguiente:

ESPECIFICACION DE ACTIVIDADES DE EVALUACION EN EL CURSO

T Descripción Semana

T1 Primera práctica calificada (Evaluación teórica – practico) 4 T2 Segunda práctica calificada (Evaluación teórica – practico) 12

T3 Trabajo de aplicación de esfuerzos combinados 15

Los pesos ponderados de los resultados de evaluación continua son los siguientes:

EVALUACIÓN PESO (%) ESCALA VIGESIMAL

T1 20 2,4

T2 35 4,2

T3 45 5,4

TOTAL 100% 12

Los pesos ponderados de los resultados de evaluación son los siguientes:

EVALUACIÓN PESO (%) ESCALA VIGESIMAL

PARCIAL 20 4

CONTINUA (Ts) 60 12

FINAL 20 4

TOTAL 100% 20

Eventos UPN – Live (dirigido a docentes y estudiantes)

EVENTO FECHA

World Leadership Forum (México) 09 y 10 de abril

World Innovation Forum (New York) 04 y 05 de junio

World Business Forum (New York) 07 y 08 de octubre

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VII. BIBLIOGRAFIA

1. Bibliografía Básica

N° CÓDIGO AUTOR TITULO AÑO

1

MECANICA DE

MATERIALES R. C. HIBBELER

2

MECANICA DE

MATERIALES BEER AND JONSTHON

3

RESISTENCIA DE

MATERIALES R. MOTT

4 MECANICA

DE SOLIDOS E. POPOV

VIII. ANEXOS

Competencias Generales UPN

Competencias Descripción

1. Liderazgo Inspira confianza en un grupo, lo guía hacia el logro de una visión compartida y genera en ese proceso desarrollo personal y social.

2. Trabajo en Equipo

Trabaja en cooperación con otros de manera coordinada, supera conflictos y utiliza sus habilidades en favor de objetivos comunes.

3. Comunicación Efectiva

Intercambia información a través de diversas formas de expresión y asegura la comprensión mutua del mensaje.

4. Responsabilidad Social

Asegura que sus acciones producirán un impacto general positivo en la sociedad y en la promoción y protección de los derechos humanos.

5. Pensamiento Crítico

Analiza e Interpreta, en contextos específicos, argumentos o proposiciones. Evalúa y argumenta juicios de valor.

6. Aprendizaje Autónomo

Busca, identifica, evalúa, extrae y utiliza eficazmente información contenida en diferentes fuentes para satisfacer una necesidad personal de nuevo conocimiento.

7. Capacidad para Resolver Problemas

Reconoce y comprende un problema, diseña e implementa un proceso de solución y evalúa su impacto.

8. Emprendimiento Transforma ideas en oportunidades y acciones concretas de creación de valor para la organización y la sociedad.