UNIVERSIDAD RICARDO PALMAFACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE INGENIERIA MECATRONICA

SILABO

CURSO

RESISTENCIA DE MATERIALES Y CÁLCULO POR ELEMENTOS FINITOS

PROFESOR

ING. ANWAR JULIO YARIN ACHACHAGUA

2010-II

2007SILABO

1. DATOS ADMINISTRATIVOS

ASIGNATURA : RESISTENCIA DE MATERIALES Y CALCULO ANALISIS DE ELEMENTOS FINITOS

CÓDIGO : IM-509ESPECIALIDAD : INGENIERIA MECATRONICACRÉDITOS : 4REQUISITO : IM407 MATEMATICAS III

IM410 ELEMENTOS DE MAQUINAS Y MECANISMOSCONDICIÓN : OBLIGATORIOCICLO : QUINTOHORAS POR SEMANA : 06 PROFESOR : ING. ANWAR JULIO YARIN ACHACHAGUA

OBJETIVO

1. Desarrollar métodos para el análisis y cálculo de los esfuerzos y deformaciones en elementos estructurales y componentes de máquinas hechos con materiales de ingeniería que rigen la ley de Hooke; producidas por la acción de carga tales como fuerzas axiales, momentos flectores y momentos torsores.

2. Introducción al estudio de columnas por pandeo.3. Presentar referencia sobre el uso de software para el cálculo de estructuras.4. Al final del curso, el alumno tendrá conocimiento de los fundamentos del método de los

elementos finitos como herramienta de análisis en ingeniería.

2. SUMILLA

Introducción. Ley de Hooke. Esfuerzos en uniones empernadas simples. Esfuerzos y deformaciones por carga axial. Esfuerzos térmicos. Esfuerzos en planos inclinados. Estado plano de esfuerzos y deformaciones. Tanques de pared delgada. Estado triaxial de esfuerzos. Torsión, Flexión, análisis de esfuerzos y deformaciones en vigas. Torsión – flexión combinados. Pandeo en columnas.

Energía Potencial elástica. Problemas unidimensionales. Armaduras, vigas y marcos. Problemas bidimensionales

3. BIBLIOGRAFÍA

TEXTO

LIBROS DE CONSULTA:o R. C. HIBBELER. Mecánica de Materiales.o BEER AND JONSTHON. MECÁNICA DE MATERIALES.o GERE – TIMOSHENCKO. MECÁNICA DE MATERIALES.o RILEY, STURGES, MORRIS. Mecánica de Materiales.o FAIRES. Cálculo de Elementos de Máquinas.o T.J. LARDNER, R.R. ARCHER Mecánica de Sólidos.o MIRIULIUVOB Problemas de Resistencia de Materiales

o EDIT. HIR. Manual de Resistencia de Materiales.o FEODOSIEV. Resistencia de Materiales. Tomo Io EGOR POPOV. Mecánica de Sólidos.

CHANDRUPATLA, T. “Introducción al Estudio de los Elementos Finitos en Ingeniería”, Prentice Hall, 1999

ZIENKIEWCTZ, O. “The Finite Element Method”, New Cord, Mec Graw – Hill, 1977. ZIENKIEWCTZ, O. and MORGAN K. “Finite Elements and Approximation”, New Cork,

Wiley, 1982. LIVESLEY, R. “Finite Element: An Introduction for Engineers”, Cambridge, Great

Britain, Cambridge University Press, 1983.

4. CRONOGRAMA ANALÍTICOPRIMERA PARTE : RESISTENCIA DE MATERIALES

1° SEMANAIntroducción. Ley de Hooke. Tipos de esfuerzos. Uniones empernadas simétricas. Problemas isostáticos.

2° SEMANAElementos sometidos a carga axial, Ley de Hooke. Cálculo de estructuras simples, Esfuerzos térmicos, problemas hiperestáticos.

3° SEMANACálculo de desplazamiento de uniones de barras concurrentes en estructuras simples, esfuerzos de montaje. Combinación de carga y temperatura. Problemas de aplicación.Primera practica

4° SEMANAEsfuerzos en planos inclinados. Estado Planod e esfuerzo y de deformación. Círculo de Mhor. Estado triaxial de esfuerzos. Esfuerzos principales.

5° SEMANALey de Hooke para corte. Torsión: Torsión de un eje circula, ángulo de torsión, deformación angular, torsión de eje circular hueco, tubos de pared delgada. Problemas hiperestáticos. Torsión de barras con sección no circular.Segunda practica

6° SEMANATanques de pared delgada. Vigas: definiciones, tipos de vigas. Relación entre fuerza cortante y momento flector.

7° SEMANAEsfuerzo normal en vigas con carga simétrica, diagramas de distribución de esfuerzos. Esfuerzo cortante en vigas.

8° SEMANAEXAMEN PARCIALSEGUNDA PARTE : ANALISIS DE ESTRUCTURAS POR EL METODO DE ELEMENTOS FINITOS9 SEMANA

ENERGÍA ELÁSTICADensidad de energía, energía elástica, trabajo externo, energía potencial, teoremas: sobre energía, principio de los trabajos virtuales

10 SEMANA

Primer y segundo teorema de Castigliano. Teorema de Maxwell. Teoremas de Betti, Identidad de Green, Desplazamientos elásticos. 11 SEMANA

Deformaciones y esfuerzos. Constantes de Larné, ecuaciones de Larné, equilibrio en un punto orientado de material.Practica 3

12 SEMANA

Procedimientos de Ritz-Galerkin. Cálculo variacional (nociones). Ecuaciones de Ritz-Galerkin. Concordancia con el principio de los trabajos virtuales, esfuerzo efectivo uniaxial (Von Mises)

13 SEMANA

CAPÍTULO 02: MATRICESGeneralidades. Orden de una matriz, arreglo de los componentes. Operaciones con matrices, Sistemas de coordenadas, rotación de coordenadas, vectores arbitrarios, ejemplos, rotación de una matriz (diadica), la Ley de Hooke y la relación de Poisson.

14 SEMANA

CAPÍTULO 03: PROBLEMAS UNIDIMENSIONALESIntroducción, Cuerpo real y modelo, conectividad del modelo, Grados de libertad modales. Coordenadas totales y locales.

15 SEMANA

Desplazamientos dentro de un elemento finito, funciones de interpolación, deformaciones en el elemento finito, esfuerzos, cargas nodales, energía elástica (tracción simple), matrices de rigidez, ecuación de rigidez, efecto de temperatura.ARMADURASIntroducción, (I) Armaduras planas, Grados de libertad nodales. Sistemas de coordenadas y cosenos directores, transformaciones de rotación, Matriz de rigidez, esfuerzos en los miembros de la armadura.VIGASPreliminares, energía elástica, modelado de la viga, interpretación de los grados de libertad nodales. Funciones de Hermité, Transformación de la pendiente, Deformada de un elemento finito.

Practiica 4ta

16 examen final

5. SISTEMA DE EVALUACIÓN

PROM =(PAR1+FIN1+(PRA1+PRA2+PRA3+PRA4)/3)/3

Se elimina la menor de las prácticas.