Datos Identificativos 2013/14
Asignatura (*) Resistencia de Materiales Código 770311202
Titulación
Enxeñeiro Técnico Naval-Especialidade en Estructuras Mariñas
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
1º y 2º Ciclo Anual
Segundo 7
Idioma
Castellano
Gallego
Inglés
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Naval e Oceánica
Coordinador/a
Lorenzo Lourido, Jose Antonio
Correo electrónico
jose.lorenzo@udc.es
Profesorado
Lorenzo Lourido, Jose Antonio
Correo electrónico
jose.lorenzo@udc.es
Web
Descripción general

Competencias del título
Código Competencias de la titulación
A1 Aplicar el conocimiento de matemáticas, ciencia e ingeniería.
A2 Diseñar y realizar experimentos así como de analizar e interpretar resultados.
A3 Diseñar, proyectar y construir cualquier obra, sistema, componente o proceso que deba cumplir ciertas necesidades y/o requerimientos.
A5 Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería.
A16 Capacidad para la elaboración de informes técnicos.
B1 Aprender a aprender.
B2 Resolver problemas de forma efectiva.
B10 Capacidad de Análisis y Síntesis.
B16 Capacidad de trasladar los conocimientos a la práctica.
C3 Utilizar las herramientas básicas de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) necesarias para el ejercicio de su profesión y para el aprendizaje a lo largo de su vida.
C7 Asumir como profesional y ciudadano la importancia del aprendizaje a lo largo de la vida.
C8 Valorar la importancia que tiene la investigación, la innovación y el desarrollo tecnológico en el avance socioeconómico y cultural de la sociedad.

Resultados de aprendizaje
Competencias de materia (Resultados de aprendizaje) Competencias de la titulación
La comprensión de los conceptos básicos, en la mecánica de materiales y el uso de modelos simplificados, que hagan posible al alumno determinar las condiciones que pueden aplicarse con seguridad en el análisis de diseño de estructuras y componentes de máquinas reales en la ingeniería A1
A2
A3
A5
A16
B1
B2
B10
B16
C3
C7
C8

Contenidos
Tema Subtema
TEMA 1: GENERALIDADES Y DEFINICIONES
1.1 Conceptos básicos. Definiciones. Objetivos.
1.2 Prisma mecánico. Equilibrio estático y equilibrio elástico.
1.3 Fuerzas internas o esfuerzos, tensión, deformación.
1.4 Solicitaciones sobre una sección de un prisma mecánico.
1.5 Concepto de barra, viga, columna, placa, cáscara (membrana).
1.6 Tensión. Componentes intrínsecas del vector tensión.
TEMA 2: TRACCIÓN-COMPRESIÓN ISOSTATICA. - Esfuerzos y deformaciones en general. Leyes fundamentales.

2.1 Deformación normal bajo carga axial.
2.2 Diagrama tensión-deformación.
2.3 Curva de ensayo por tracción.
2.4 Ley de Hooke.
2.5 Materiales dúctiles y frágiles.
2.6 Tracción-Compresión y cortadura simples. Deformaciones asociadas a las mismas.
2.7 Tensión última, tensión de trabajo, y tensión admisible. Coeficientes de seguridad.
2.8 Distribución de esfuerzos y deformaciones bajo carga axial. Principio de Saint-Venant.
2.9 Hipótesis de Bernouille. Distribución de tensiones y deformaciones bajo carga axial.
2.10 Hipótesis generales de la Resistencia de Materiales.

- Equilibrio y sustentaciones.

2.11 Diagrama de cuerpo libre: Concepto y representaciones.
2.12 Reacciones de las ligaduras. Grados de libertad y/o de restricción.
2.13 Tipos de apoyos y su representación
2.14 Principio de superposición.
2.15 Sistemas isostáticos, hiperestáticos e hipostáticos. Grado de hiperestaticidad.
2.16 Recapitulación: Expresiones derivadas de la Ley de Hooke.

- Problemas estáticamente determinados: Tracción, compresión, cortadura.

2.17 Esfuerzo en un plano oblicuo bajo carga axial.
2.18 Circulo de Mohr para tensiones monoaxiales.
2.19 Componentes de la tensión. Reciprocidad de las tensiones tangenciales en un punto.
TEMA 3: CORTADURA - Tensiones y deformaciones:

3.1 Deformación transversal. Módulo de poissón.
3.2 Introducción a las tensiones biaxiales.
3.3 Tensión cortante pura.
3.4 Deformaciones producidas por cortadura. Modulo de elasticidad transversal.
3.5 Diagrama tensión-deformación en el acero. Tensión admisible en cortadura.
3.6 Discusión adicional de esfuerzos y deformaciones.

- Juntas remachadas y soldadas.
3.7 Uniones remachadas y atornilladas.
3.8 Uniones soldadas.
3.9 Hipótesis. Tipos de fallos.
3.10 Eficiencia de una junta.
3.11 Calculo de uniones simples y uniones dobles.
TEMA 4: TRACCION-COMPRESION HIPERESTATICA 4.1 Barra prismática sometida a tracción. Influencia del peso propio.
4.2 Sólido de igual resistencia a tracción o compresión.
4.3 Tracción y compresión hiperestáticas.
4.4 Tensiones originadas por variaciones térmicas o defectos de montaje.
4.4 Conceptos de pretensado.
4.5 Diagramas de fuerzas axiales.
TEMA 5: TENSIONES Y DEFORMACIONES EN EL SOLIDO ELASTICO 5.1 Concepto de elemento tensional.
5.2 Estado tensional de un sólido elástico sometido a una condición general de cargas.
5.3 Componentes de las tensiones. Ecuaciones de Lamé (ley de Hooke generalizada).
5.4 Invariante lineal de tensiones y de deformaciones. Módulo volumétrico o de compresibilidad cúbica.
TEMA 6: TRANSFORMACIÓNES DE ESFUERZOS Y DEFORMACIONES. CIRCULO DE MOHR. ANILLOS Y DEPÓSITOS A PRESIÓN.
6.1 Deformación en el caso de tensiones biaxiales.
6.2 Tensiones en un plano inclinado bajo cargas biaxiales. Criterio de signos.
6.3 Circulo de Mohr para tensiones planas biaxiales.
6.4 Tensiones principales. Tensión cortante máxima
6.5 Dirección de las tensiones principales. Planos principales.
6.6 Circulo de Mohr para tensiones triaxiales.
6.7 Anillos delgados sometidos a presión interna.
6.8 Depósitos de pared delgada sometidos a presión interna. Ecuación de Laplace.
TEMA 7: TORSIÓN. SECCIONES CIRCULARES
7.1 Hipótesis y consideraciones generales.
7.2 Torsión de una barra cilíndrica: teoría elemental de Coulomb.
7.3 Tensiones y deformaciones. Distorsión (deformación cortante), ángulo de giro.
7.4 Rigidez y módulo resistente a torsión.
7.5 Torsión de barras con secciones circulares huecas.
7.6 Torsión hiperestática.
7.7 Torsión de ejes con sección cilíndrica variable.
7.8 Cálculo de árboles para transmisión de potencia.
7.9 Diagramas de momentos torsores.
TEMA 8: FLEXIÓN. DIAGRAMAS - Vigas: Conceptos. Elementos de Calculo.
8.1 Definiciones, generalidades e hipótesis.
8.2 Cargas y reacciones. Relaciones entre ellas.
8.3 Isostatísmo e hiperestatísmo. Estabilidad.
8.4 Esfuerzo normal, esfuerzo cortante y momento flector. Convenio de signos.
8.5 Relaciones entre el esfuerzo cortante, momento flector y densidad de carga.

- Vigas: Diagramas de solicitaciones.
8.6 Diagramas de esfuerzos cortantes y momentos flectores.
8.7 Concepto de elástica o deformada.
8.8 Deformadas de una barra, sentido físico y signo.
8.9 Principio de superposición.
8.10 Representaciones fundamentales.
TEMA 9: FLEXIÓN. TENSIONES 9.1 Flexión de barras prismáticas.
9.2 Hipótesis fundamentales en la flexión pura.
9.3 Flexión pura. Flexión simple. Flexión compuesta. Flexión recta. Flexión desviada.
9.4 Flexión pura: tensión normal originada o tensión de Navier. Línea neutra.
9.5 Rigidez a la flexión. Modulo resistente. .
9.6 Rendimiento geométrico.
9.7 Rendimiento geométrico en diversas secciones rectas de perfiles.
9.8 Consideraciones y estudio del perfil en doble T.
9.9 Consideraciones sobre el momento de inercia, modulo resistente, y centro de gravedad.
9.10 Elaboración de tablas para el cálculo del momento de inercia.
TEMA 10: FLEXIÓN. DEFORMACIONES - Deformación de vigas cargadas transversalmente. Elástica
10.1 Ecuación diferencial de la línea elástica.
10.2 Observaciones respecto a la elástica.
10.3 Condiciones de contorno para diferentes tipos de soportes y enlaces.

- Flexión. Deformaciones. Teoremas de Mohr.
10.4 1º y 2º Teoremas de Mohr.
10.5 Viga conjugada.
10.6 3º y 4º Teoremas de Mohr.

- Flexión. Vigas de sección variable.
10.7 Vigas de sección variable.
10.8 Vigas de materiales diferentes.
10.9 Vigas de hormigón armado.
TEMA 11: FLEXIÓN HIPERESTÁTICA 11.1 Vigas rectas hiperestáticas: método general de cálculo.
11.2 Vigas sobre tres o más apoyos.
11.3 Vigas sobre apoyos elásticos.
11.4 Empotramientos elásticos.
11.5 Rigidez y permisividad en el extremo de una barra.
11.6 Asiento en vigas empotradas. .
TEMA 12: SOLICITACIONES COMPUESTAS - Esfuerzo cortante en la Flexión.
12.1 Tensiones producidas en la flexión simple por el esfuerzo cortante. Formula de Zhuravski/ Colignon.
12.2 Sección rectangular. Sección doble T. Sección circular.
12.3 Tensiones principales en flexión simple. Líneas isostáticas.
12.4 Esfuerzo rasante.
12.5 Vigas armadas.
12.6 Vigas compuestas.
12.7 Consideraciones del efecto de la fuerza cortante en la deformación de las vigas.
12.8 Comparación entre las flechas debidas al momento flector y al esfuerzo cortante.

- Flexión desviada. Eje neutro. Centro de cortadura.
12.9 Flexión desviada. Eje neutro.
12.10 Flexión de vigas con secciones que no tienen eje de simetría vertical. Centro de cortadura o de esfuerzos cortantes.
12.11 Tensiones de cizalladura en las vigas de sección perfilada de pared delgada. Flujo cortante.
12.12 Solicitaciones compuestas en general.
12.13 Torsión con tracción o compresión combinadas.
12.14 Flexión y torsión combinadas en ejes de sección circular.

- Columnas cortas.
12.15 Flexión combinada con tracción y/o compresión.
12.16 Flexión compuesta en cuerpos de poca esbeltez. Eje o línea neutra.
12.17 Núcleo central.
12.18Determinación del núcleo central en algunos casos particulares.
12.19 Materiales no resistentes a tracción: Compresión fuera del núcleo central.
TEMA 13: COLUMNAS ESBELTAS. PANDEO 13.1 Estabilidad de estructuras. Pandeo.
13.2 Compresión centrada en una barra esbelta articulada. Carga crítica de Euler. Tensión crítica.
13.3 Longitud de pandeo: "caso fundamental".
13.4 Esbeltez. Radio de giro.
13.5 Aplicación de la fórmula de Euler para otros tipos de ligaduras en los extremos.
13.6 Compresión excéntrica en barras esbeltas.
13.7 Influencia del esfuerzo cortante en la carga crítica.
13.8 Límites de aplicación de la teoría de Euler.
13.9 Gráfico del pandeo.
13.10 Métodos empíricos: Fórmula de Tetmajer. Fórmula de la secante.
13.11 Método de los coeficientes de pandeo.
TEMA 14: TORSIÓN. SECCIONES NO CIRCULARES 14.1 Teoría de la torsión de Saint - Venant.
14.2 Torsión de perfiles de sección recta no circular.
14.3 Torsión de tubos de pared delgada.
14.4 Torsión de prismas de sección recta rectangular.
14.5 Torsión de secciones compuestas.
14.6 Rigidez a la torsión y factor de torsión.
14.7 Tensiones y deformaciones.
14.8 Coeficientes para torsión de barras rectangulares.
14.9 Torsión de perfiles de pared delgada.
14.10 Secciones abiertas y secciones cerradas.
TEMA 15: POTENCIAL INTERNO. TEOREMAS ENERGÉTICOS - Métodos energéticos. Teoría del potencial interno.
15.1 Concepto de potencial interno o energía elástica de deformación.
15.2 Densidad de la energía de deformación.
15.3 Modulo de tenacidad y módulo de resiliencia.
15.4 Energía elástica de deformación almacenada en una barra prismática sometida a tracción o compresión. Teorema de Clapeyron.
15.5 Energía elástica de deformación en cortadura.
15.6 Energía de deformación almacenada por torsión.
15.7 Energía de deformación almacenada en flexión pura.

- Trabajo y energía.
15.8 Trabajo y energía producida por una carga puntual.
15.9 Desplazamiento producido por una carga puntual por el método de trabajo y energía.
15.10 Relaciones entre las acciones exteriores y las deformaciones producidas por varias cargas puntuales: coeficientes de influencia.
15.11 Trabajo y energía bajo varias cargas.

- Teoremas energéticos.
15.12 Teorema de Clapeyron generalizado.
15.13 Teorema de reciprocidad de Maxwell-Betti.
15.14 Teorema de Castigliano.
15.15 Teorema de Menabrea.
15.16 Calculo de los desplazamientos por el teorema de Castigliano.
15.17 Estructuras estáticamente indeterminadas.
TEMA 16: ACCIONES DINÁMICAS 16.1 Cargas dinámicas: Diferencia entre su efecto y el de las cargas estáticas.
16.2 Transformación en energía elástica de deformación para el diseño por cargas de impacto de: Energía cinética, Energía potencial.
16.3 Tensiones dinámicas.
16.4 Cálculo de tensiones en sólidos elásticos sometidos a aceleraciones.
16.5 Cables, barras y vigas sometidas a impactos.
TEMA 17: CARGAS MÓVILES 17.1 Cargas móviles. Definición y generalidades.
17.2 Líneas de influencia.
17.3 Métodos de determinación de líneas de influencia.
17.4 Cargas indirectas.
17.5 Diagramas de efectos máximos.
TEMA 18: CÁLCULO PLÁSTICO 18.1 Plasticidad: Introducción y generalidades.
18.2 Plasticidad en tracción - compresión.
18.3 Plasticidad en cortadura.
18.4 Plasticidad en torsión.
18.5 Plasticidad en flexión pura.
18.6 Tensiones residuales.
18.7 Condiciones para el agotamiento plástico.
18.8 Cálculo plástico por Resistencia de Materiales.
TEMA 19: CONCENTRACIÓN DE TENSIONES Y FATIGAS 19.1 Concentración de tensiones.
19.2 Tensiones variables: Resistencia a la fatiga.
19.3 Cálculo en fatiga.
19.4 Roturas por fatiga.
TEMA 20: TENSIONES LÍMITE 20.1 Estado límite: Ideas previas.
20.2 Criterio de la tensión normal máxima o de Rankine.
20.3 Criterio de la tensión tangencial máxima o de Tresca/Coulomb.
20.4 Criterio de la deformación longitudinal unitaria máxima o de Saint-Venant.
20.5 Criterio de la energía de distorsión o de Von Mises.
20.6 Criterio de la tensión tangencial octaédrica.
20.7 Criterio de Mohr.
20.8 Comentarios sobre las distintas teorías de estado límite. Coeficientes de seguridad.

Planificación
Metodologías / pruebas Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Sesión magistral 0 67.5 67.5
Estudio de casos 0 25 25
Solución de problemas 0 52.5 52.5
Actividades iniciales 0 2 2
Análisis de fuentes documentales 0 6 6
Aprendizaje colaborativo 0 16 16
Prueba objetiva 6 0 6
 
Atención personalizada 0 0
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Sesión magistral Exposición de los conceptos básicos de cada tema, haciendo especial hincapié en aquellos puntos que son la base para el desarrollo del tema.
Estudio de casos Análisis y resolución de casos prácticos basados en la realidad y presentes en
diseños de buques existentes .
Solución de problemas Resolución de problemas aplicación directa de los conceptos expuestos en las sesiones magistrales.
Actividades iniciales Introduccion a los puntos clave de la asignatura y su relacion con la actividad profesional.

Analisis de las perspectivas de los alumnos sobre los contenidos de la asignatura y su relación en la Construccion Naval.
Análisis de fuentes documentales Utilización de documentación de consulta, ya sean publicaciones, prontuarios o informacion disponible principalmente en formato electrónico.

El objetivo será obtener la información requerida para el análisis y resolución de Casos Prácticos.
Aprendizaje colaborativo Ante un determinado caso práctico, se planteará el analisis y resolucion y presentacion de las conclusiones del mismo formando pequeñps grupos de trabajo.
Prueba objetiva Para la evaluacion de los conocimientos adquiridos se realizaran proeboas objetivas compuestas básicamente de una combinacion de pruebas de respuesta breve y resolucion de problemas.

Atención personalizada
Metodologías
Descripción
Solución de Problemas:

En la resolución de problemas se deben tener en cuenta, en muchos casos no solo los conceptos básicos de la asignatura sino la formación previa de cada alumno así como otras circunstancias que aunque ajenas al entorno puramente académico pueden condicionar su capacidad de asimilacion de conceptos. La existencia de una experiencia laboral previa en temas relacionados o el haber estado relacionado con el sector industrial, son elementos diferenciadores entre los distintos individuos.

La capacidad para analizar un caso práctico o realizar el plantemiento adecuado a un problema puede diferir sustancialmente entre un alumno y otro lo cual requerirá en determinados casos una atención personaliza.

La atención personalizada se basará en el seguimiento vía tutorías de aquellos alumnos que así lo requieran.

Aprendizaje Colaborativo:

El análisis de casos prácticos usando grupos puede requerir la atención personalizada, sino al individuo si al grupo, cuyas necesidades pueden diferir de las presentadas por los otros grupos.

Evaluación
Metodologías Descripción Calificación
Prueba objetiva Mediante la prueba objetiva se evaluará por una parte el grado de implantación de los conceptos básicos vistos en la asignatura, y por otra parte la aasimilación por parte del alumno de las técnicas básicas a utilizar en el análisis y resolulción de casos reales. 100
 
Observaciones evaluación

Fuentes de información
Básica Ferdinand P. Beer / E. Russell Johnston, JR. / John T. Dewolf (Cuarta Edicion). Mecánica de Materiales. McGraw-Hill
William A. Nash, Ph D. (). Teoría y problemas de resistencia de Materiales. McGraw-Hill

Complementária R.C.Hibbeler (). Análisis Estructural. Prentice Hall Hispanoamericana, S.A.
Vicente Cudós Samblancat (). Cálculo de estructuras de acero. H.Blume Editores
Jaime Marco García (). Fundamento para el cálculo y diseño de estructuras metálicas de acero laminado. McGraw-Hill
Ángel González Alonso (). Problemas Resueltos de Estructuras. I.G.Castuera S.A.
Luis Ortiz Berrocal (). Resistencia de Materiales. McGraw-Hill
James M. Gere (). Timoshenko - Resistencia de Materiales. Thomson Editores, Spain


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
Física/770311101
C. y Tec. de Materiales/770311103

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente
Construcción Naval/770311104
Mecánica Técnica/770311204

Asignaturas que continúan el temario
Cálculo de Estructuras Marinas I/770311302
Cálculo de Estructuras Marinas II/770311305

Otros comentarios


(*) La Guía Docente es el documento donde se visualiza la propuesta académica de la UDC. Este documento es público y no se puede modificar, salvo cosas excepcionales bajo la revisión del órgano competente de acuerdo a la normativa vigente que establece el proceso de elaboración de guías