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 UNIVERSIDAD CENTRAL DE CHILE FACULTAD CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS ESCUELA INGENIERÍA CIVIL EN OBRAS CIVILES 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 UNIVERSIDAD CENTRAL DE CHILE FACULTAD CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS ESCUELA INGENIERÍA CIVIL EN OBRAS CIVILES 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