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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA

Resistencia de Materiales 1

Especialidades : Ingeniería Civil Clave : ING215

Ingeniería de Minas Créditos : 5.5

Área : Ciencias de la Ingeniería Teoría : 4 horas semanales

Ciclo : Quinto Práctica : 3 horas semanales

Semestre : 2014-2 Requisitos : ING135, MAT139

Profesores : Christian Asmat

Pablo Basto

Raúl Ramirez

Guillermo Zavala

Diana Bances

I. DESCRIPCIÓN DEL CURSO

Se estudian los esfuerzos y las deformaciones en elementos simples de máquinas y

estructuras, producidos por solicitaciones de carga normal, momento torsor, momento flector

y fuerza cortante, actuando en forma aislada o conjunta.

El estudio se limita a problemas linealmente elásticos en elementos unidimensionales.

II. OBJETIVOS

Desarrollar en el estudiante de ingeniería la habilidad para analizar problemas que involucren

sólidos deformables en forma simple y lógica, identificando los esfuerzos y deformaciones

que se presentan como consecuencia de la aplicación de diversas solicitaciones.

El presente curso responde a los resultados del programa, apoyando en el logro de:

(a) Aplique las herramientas de las ciencias exactas y la ingeniería, relacionadas con los

análisis y diseños vinculados con la Ingeniería Civil.

III. PROGRAMA ANALÍTICO

CAP 1. Introducción (2 horas)

Antecedentes históricos.

Fuerzas externas e internas.

Homogeneidad, continuidad e isotropía.

Desplazamientos Pequeños.

CAP 2 Esfuerzos y deformaciones (8 horas)

Esfuerzo normal promedio.

Esfuerzo de corte promedio.

Esfuerzos en un punto. Componentes del esfuerzo.

Uniones empernadas o remachadas.

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Deformación normal unitaria promedio.

Deformación angular promedio.

Compatibilidad de deformaciones y desplazamientos.

CAP 3 Propiedades mecánicas de los materiales (5 horas)

Comportamiento de materiales sometidos a esfuerzo normal.

1. El ensayo de tracción. Tipos de comportamiento.

2. Módulos de resilencia y de tenacidad.

3. Fatiga.

Modelos Idealizados

Coeficiente de dilatación térmica.

Comportamiento de materiales sometidos a esfuerzo cortante.

Módulo de Poisson.

Estado general de esfuerzos y estado general de deformaciones.

Ley de Hooke Generalizada. Dilatación. Módulo de compresibilidad. Relación entre los módulos de elasticidad, rigidez y de Poisson.

Esfuerzo admisible y factor de seguridad.

Leyes constitutivas de los materiales.

Materiales isotrópicos, ortotrópicos, anisotrópicos

CAP 4 Carga axial (6 horas)

Esfuerzos y deformaciones producidos por carga axial.

Deformaciones unitarias producidas por carga axial y temperatura.

Deformaciones normales en elementos lineales.

Sistemas isostáticos sometidos a fuerzas axiales y temperatura.

Sistemas hiperestáticos con cargas axiales.

CAP 5 Torsión (6 horas)

Torsión en barras rectas de sección circular. Esfuerzos y deformaciones.

Torsión en barras rectas de sección no circular. Analogía de la membrana.

Esfuerzos en una sección rectangular.

Barras de pared delgada: perfiles abiertos, cerrados y compuestos.

CAP 6 Flexión y cortante (12 horas)

Flexión pura en barras de sección transversal simétrica. Esfuerzos y deformaciones.

Deflexión de vigas isostáticas por integración.

Deflexión de vigas usando tablas de deflexiones.

Problemas hiperestáticos en vigas.

Fuerza cortante en barras de sección simétrica. Hipótesis. Flujo y esfuerzo cortante en

una sección longitudinal arbitraria.

Esfuerzos cortantes en la sección transversal.

Esfuerzos cortantes en secciones de pared delgada. Flujo de Corte.

CAP 7 Esfuerzos producidos por cargas combinadas (8 horas)

Flexión biaxial.

Carga axial excéntrica en un plano principal.

Caso general de carga axial excéntrica.

Fuerza cortante en perfiles delgados.

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Centro de corte.

Caso general de esfuerzos combinados.

Recipientes de revolución de pared delgada sometidos a presión interna.

CAP 8 Transformación de esfuerzos y deformaciones (8 horas)

Esfuerzos y deformaciones en un punto. Estado plano de esfuerzos y estado plano de

deformaciones.

Transformación de esfuerzos en un estado plano. Ecuaciones de transformación. Esfuerzos principales y esfuerzo cortante máximo. Círculo de Mohr.

Trayectoria de Esfuerzos principales en vigas.

Transformación en un estado plano de deformaciones. Ecuaciones de transformación.

Deformaciones principales y deformación angular máxima. Círculo de Mohr.

Medición de deformaciones. Rosetas de deformación.

Teorías de falla.

IV. BIBLIOGRAFÍA

Beer F., Johnston R., DeWolf J., Mazurek, D. “Mecánica de Materiales”, 6ta. ed., McGraw-Hill Interamericana, México, 2013.

Hibbeler R., “Mecánica de Materiales”, 8va. ed., Prentice Hall, México, 2011.

Gere J., Goodno, B. “Mecánica de Materiales”, 7ma. ed., Thomson Learning, 2009.

Popov E., “Mecánica de Sólidos”, Pearson Educación, 2da. ed., 2000.

Miroliúbov I. et al, “Problemas de Resistencia de Materiales”, 2da Ed. Mir, 1981.

Muñoz A., Montalbetti J., “REMM: Curso Multimedia de Resistencia de Materiales” (disco compacto), PUCP, 2003.

V. METODOLOGÍA

El curso se desarrolla con dos sesiones teóricas a la semana y ocho sesiones de

evaluación práctica al semestre.

En las sesiones teóricas se presentan los conocimientos básicos y se discuten problemas

de aplicación práctica. Se utiliza material audiovisual como ayuda didáctica. Las

evaluaciones prácticas sirven para que el alumno complemente sus conocimientos y

desarrolle habilidades en la resolución de ejercicios.

VI. SISTEMA DE EVALUACIÓN

En este curso se aplica la modalidad de evaluación 2, que establece que el promedio se

calcula con la siguiente fórmula:

Nota Final = (3 Ex1 + 4 Ex2 + 2 Pa) / 9

Donde: Exi = Examen iésimo

Pa = Promedio de prácticas Tipo “a”, sin considerar la menor nota

San Miguel, agosto de 2014