Programa - Mecánica de Sólidos

UNIVERSIDAD CENTRAL DE CHILE
FACULTAD CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS
ESCUELA INGENIERÍA CIVIL EN OBRAS CIVILES
1
Programa
Curso:
Requisitos:
Profesor:
Créditos:
Horario:
IC 300-5 Mecánica de Sólidos
IC200-4 Física I
Rodrigo Toro Pavez
4-2-0
Clases: V-S Mod. 1 (8:15-9:50)
Ayudantía: L: 3
Descripción
Se estudiarán los principios que rigen la mecánica de sólidos deformables, en un contexto de pequeñas
deformaciones. Estudio de problemas básicos de resistencia de materiales bajo cargas estáticas, consideración
de comportamiento elástico e inelástico. Resolución de problemas indeterminados elementales, problemas de
inestabilidad.
Objetivo general
Al término del curso el alumno quedará capacitado para plantear y resolver problemas usuales en el
ámbito de la resistencia de materiales.
Contenidos
1. Introducción Estática
1.2 Estática de la partícula
1.3 Modelo vectorial de una fuerza
1.4 Fuerzas reactivas. Definición de concepto grados de libertad. Fuerzas elásticas
1.5 Resultante de fuerzas. Método analítico y gráfico.
1.6 Condición de equilibrio partícula. Teorema de Lamy.
1.7 Equilibrio de sistemas de partículas. Roce.
1.8 Concepto de momento
1.9 Equilibrio de cuerpo rígido.
1.10 Calculo de centro de gravedad. Calculo de Inercia.
1.11 Tipos de vinculación. Una lámina y conjunto de láminas
1.12 Calculo de esfuerzos internos y diagramas corte, momento y axial.
2. Introducción a la mecánica de cuerpos deformables
2.1 Esfuerzos y deformaciones uniaxiales
3. Análisis de Tensiones y deformaciones
3.1
Tensiones
3.2 Vector de Tensiones
3.3 Estado plano de tensiones
3.4 Ecuaciones de equilibrio
3.5 Transformación de coordenadas
3.6 Tensión de corte máxima
3.7 Circulo de Mohr
3.8 Análisis Tridimensional
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3.9 Tensiones y direcciones principales. Invariante de tensiones
3.10 Tensiones de corte máximas
4.
4.1
4.2
4.3
Análisis de deformaciones
Cálculo de deformaciones principales
Cálculo de la máxima y mínima deformación unitaria por corte
Circulo de deformación de Mohr. Medición de deformaciones
5.
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
Relación Tensión-Deformación
Curvas de Tensión-Deformación
Curvas de comportamiento idealizadas para materiales conocidos
Efectos de Temperatura
Criterios de Fluencia
Fractura de Materiales
6.
6.1
6.2
6.3
6.4
Torsión
Torsión en elementos de sección circular maciza o hueca
Comportamiento inelástico. Tensiones residuales
Torsión en barras rectangulares
Torsión en perfiles huecos de espesor delgado
7.
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
Esfuerzos de Flexión de vigas
Esfuerzos de vigas sometidas a flexión pura
Esfuerzos en vigas por flexión y esfuerzo de corte
Comportamiento inelástico. Relación momento-curvatura
Tensiones residuales
Vigas compuesta
8.
8.1
8.2
8.3
Deflexión en vigas
Ecuación de la elástica
Método de área de momentos
Método de viga conjugada
9.
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
9.6
9.7
Métodos de energía
Energía de deformación elástica
Teorema de Clapeyron
Teoremas de Castigliano
Teorema de Maxwell-Betti
Método de los trabajos virtuales
Métodos de carga unitaria
Ejemplos de aplicación
10 Inestabilidad elástica de columnas
10.1 Conceptos generales
10.2 Cargas de pandeo
2
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3
Aspectos Administrativos
Evaluaciones:
Pruebas (P): 6 pruebas, tres por cada semestre, en las fechas estipuladas por la dirección de docencia.
Controles (C): Se realizarán controles semanales, con la posibilidad de eliminar 3 controles en cada
semestre.
Examen (E): Un examen a final de año.
Nota Presentación (NP): (P1+P2+P3+P4+P5+P6+PC)/7
Nota Final (NF): 0.7·NP + 0.3·E
El porcentaje de asistencia debe ser superior o igual a un 75%.
-La inasistencia a los controles debe ser justificada antes de la realización del mismo al profesor o bien a
la dirección de docencia. El alumno que falte y no haya justificado su inasistencia ANTES del control será
calificado con nota 1.0 dicho control.
-Los alumnos que falten a un control y presenten justificación podrán realizar una tarea entregada por el
profesor en un plazo a determinar.
-Los alumnos podrán eliminar los 3 peores controles de cada semestre, esto incluye los controles que los
alumnos hayan faltado sin justificar.
-Los alumnos que falten a una Prueba deben presentar los certificados que acrediten su inasistencia
(medico, trabajo, etc…) en la dirección de docencia y comunicarlo al profesor.
-La nota del examen podrá reemplazar la peor Prueba o la Prueba que el alumno falte con justificación.
Bibliografía
Gere, W., Timoshenko, S. (1984) Introducción a la Mecánica de Sólidos. Mc Graw Hill.
Popov, E. P. (2000) Mecánica de Sólidos. Pearson Educación, México.
Beer, F. Mecánica de Materiales. Ubicación: 620.112 BEE 2 ed.
Bibliografía complementaria
Bickford, W. B. (1995) Mecánica de Sólidos. Conceptos y Aplicaciones. Irwin.
Lardner, T. J., Archer, R. R. (1996) Mecánica de Sólidos. Mc Graw Hill.
Sloane, A. Resistencia de los Materiales.
Singer, F. Resistencia de los Materiales.
Timoshenko, S. Teoría de Elasticidad.
Schaum. Problemas de Resistencia de Materiales.
Afenburg, E. Estática de las construcciones. Ubicación: 624.171 3 AUF.
Tuma, Jan J. Teoría de análisis estructural. Ubicación: 690.21
Singer F. Mecánica para Ingenieros: Estática, Primera Parte. Ubicación: 620.103 SIN.
Misset de Espaníes, Introducción al razonamiento en el Diseño Estructural. Ubicación: 624.177 1 MOT.
Kiseliov, V. A. Mecánica de Construcción; curso especial de la Dinámica y Estabilidad de las
Estructuras. Ubicación: 624.171 KIS