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1 PLAN ANUAL DE ACTIVIDADES ACADÉMICAS DEL DIRECTOR DE CÁTEDRA – AÑO 2023 (PLANIFICACIÓN) Asignatura: ESTÁTICA Y RESISTENCIA DE LOS MATERIALES Fecha Aprobación Consejo Departamental: Departamento: INGENIERÍA INDUSTRIAL Nivel: TERCERO Especialidad: INGENIERÍA INDUSTRIAL Equipo Docente: Director de Área Ing. Federico Davis Director de Cátedra Ing. Mauricio Rossi Profesor Titular: Ing. Mauricio Rossi Profesor Asociado ------------------------- Profesor Adjunto: ------------------------- Jefe de Trabajos Prácticos Ing. Leonardo Nitti Auxiliar Docente Ing. Santiago Chazarreta Auxiliar Alumno María Cecilia Aquino Nota: A partir de este punto cuando se refiera a “horas” debe entenderse como unidades modulares de 45 minutos (horas “cátedra”). Régimen de cursado: Número de horas semanales Anual: 128 4 (cuatro) Cuatrimestral: - ▪ FUNDAMENTACIÓN DE LA MATERIA DENTRO DEL PLAN DE ESTUDIOS. El ingeniero industrial para alcanzar una formación integral necesitará conocer cómo diseñar, evaluar y verificar distintos sistemas estructurales, incluyendo la selección de materiales acordes. Esta asignatura, brindará los conceptos básicos de la estática y mecánica de materiales, que serán los pilares, en los cuales ha de sustentarse el resto de las actividades académicas asociadas al cálculo estructural. ▪ OBJETIVOS GENERALES - Conocer los conceptos y principios teóricos de la estática y aplicar los conceptos de resistencia de materiales. - Conocer métodos para analizar y evaluar el comportamiento de sistemas y aplicar criterios para la utilización de materiales más apropiados. 2 - Promover la actitud y disposición para comprender y analizar correctamente los problemas de ingeniería. - Desarrollar capacidad para ejecutar métodos de cálculos y usos de tablas y ábacos afines. De esta manera, el alumno, al finalizar el curso, tendrá las herramientas necesarias para afrontar problemas de dimensionamiento y/o verificación de sistemas estructurales que usualmente se encuentran en la industria. ▪ PROGRAMA SINTÉTICO (Contenidos Mínimos) Indicar los contenidos sintéticos de la Ordenanza de la Carrera Nº 1885 (plan 2023). − Fuerzas. − Momento de fuerzas. Equilibrio. − Estructuras articuladas, vigas y marcos rígidos. − Rozamiento. − Características de las secciones y volúmenes. − Tracción y compresión. − Flexión. − Torsión. − Corte. − Solicitaciones combinadas. − Pandeo. − Solicitaciones dinámicas ▪ OBJETIVOS ESPECÍFICOS Señalar los objetivos expresados en términos de competencias a lograr por los alumnos y/o de actividades para las que capacita la formación impartida. - Presentar los conceptos básicos de la Estática para el tratamiento de estructuras isostáticas y el planteo de problemas simples de la Resistencia de Materiales. - Cálculo de tensiones, deformaciones, energía de deformación y desplazamiento de estructuras simples de barras. - Métodos para la resolución de pandeo. Los objetivos anteriores conducirán a que el alumno adquiera la capacidad de dimensionar y/o verificar elementos estructurales sometidos a solicitaciones simples de tracción, compresión, flexión, torsión y solicitaciones compuestas. La cátedra buscará despertar el interés y el espíritu de investigación hacia los problemas de índole estructural, aplicando criterios tradicionales y computacionales para el dimensionamiento y verificación de los elementos estructurales. 3 ▪ PROGRAMA ANALÍTICO. Resolución Consejo Directivo Nº183/09 (Indicar la carga horaria destinada a cada unidad). UNIDAD I SISTEMAS DE FUERZAS Concepto de fuerza. Expresiones vectoriales y escalares. Fuerzas concurrentes y no concurrentes en el plano. Reducción. Fuerzas concurrentes y no concurrentes en el espacio. Reducción. Equilibrio. Momento de una fuerza. Respecto de un punto y de un eje. Cuplas. Fuerzas distribuidas sobre líneas, superficies y volúmenes. Diagramas de carga. Rozamiento. 7 UNIDAD II EQUILIBRIO DE LOS CUERPOS RIGIDOS Cuerpos rígidos en el espacio: concepto de condiciones de vínculo y grados de libertad en el plano y en el espacio. Reacciones de vínculo. Condiciones necesarias y suficientes. Vinculación aparente. Chapas. Cadena de chapas. Cálculo de reacciones de estructuras planas y espaciales. 12 UNIDAD III ELEMENTOS ESTRUCTURALES Concepto de: barra, eje, viga, chapa, placa y columna. Fuerzas externas. Sección característica. Fuerzas internas. Estructuras reticuladas isostáticas. Condición de rigidez. Notación de esfuerzos en las barras, cálculos de esfuerzos mediante métodos analíticos. Esfuerzos característicos en vigas y pórticos. Relaciones entre la carga y los esfuerzos característicos. 14 UNIDAD IV CARACTERISTICAS DE LAS SECCIONES Y VOLÚMENES Centroides de áreas planas y curvas. Centroides de superficies curvas y volúmenes. Teoremas de Pappus y Guldinus. Momentos estáticos de las secciones. Centros de Gravedad y de masa. Momentos de inercia. Momentos centrífugos. Momentos de inercia Polar. Ejes paralelos. Ejes que pasan por un mismo punto. Ejes conjugados. Ejes principales de inercia. Representación gráfica de Mohr. 8 4 UNIDAD V TENSIONES Y DEFORMACIONES Objetivos de la resistencia de materiales. Comportamiento de los materiales para estructuras y herramientas de corte. Diagramas característicos. Parámetros característicos. Concepto de tensión y deformación. Módulo de elasticidad longitudinal y tangencial. Ley de Hooke para cargas axiales y tangenciales. Relación entre E y G. Estado de tensiones y deformaciones. Circunferencia de Mohr. Tensión de aplastamiento. Tensiones de origen térmico. Efecto Creep. Cargas dinámicas. Ensayos de impacto. Tensiones de fatiga. 10 UNIDAD VI TRACCIÓN-COMPRESIÓN-CORTE Barras cargadas a tracción, compresión y corte. Coeficiente de seguridad. Dimensionamiento. Concentración de tensiones. Uniones remachadas, abulonadas y soldadas. Recipientes de paredes delgadas. 12 UNIDAD VII TORSIÓN Hipótesis fundamentales. Tensiones tangenciales. Distorsión. Deformación angular. Resortes. Torsión de tubos de pared delgada. Torsión de barras de sección rectangular. Torsión de secciones abiertas. Cargas dinámicas. Problemas hiperestáticos. Torsión en el periodo elasto-plástico. 12 UNIDAD VIII FLEXIÓN Tensiones normales y tangenciales. Deformaciones. Flexión oblicua. Vigas de paredes delgadas. Centro de corte. Vigas de distintos materiales. Vigas curvas. Vigas hiperestáticas. Flexión en el periodo elasto-plástico. Cargas dinámicas. 10 UNIDAD IX CARGAS COMBINADAS Tensiones biaxiales y triaxiales. Ley de Hooke generalizada. Circunferencia de Mohr para tensiones y deformaciones. Roseta de deformación. Flexión con carga axial. Flexotorsión. Teorías de rotura. 8 5 UNIDAD X PANDEO Inestabilidad del equilibrio. Equilibrio elástico de barras de eje recto cargadas axialmente. Esbeltez. Cálculo de la carga y tensión crítica. Longitud de pandeo. Teoría elástica de Euler. Criterio de verificación. Coeficiente de pandeo. 8 Nota: la carga horaria es orientativa y puede sufrir modificaciones en función al dinamismo que tomen las clases a lo largo del ciclo lectivo. La cátedra se reserva una cantidad de horas destinadas a evaluaciones, repasos generales y recuperación de contenidos por días de clase perdidos por situaciones extraordinarias. ▪ BIBLIOGRAFÍA Detallar la bibliografía, especificar título, los autores, la editorial, el año de edición y su existencia en biblioteca (cantidad de ejemplares). Indicar la bibliografía básica y la complementaria. TÍTULO AUTOR EDICIÓN CANT. NIVEL Resistencia de los Materiales Timoshenko 79-92 7 ComplementarioEstática R.C. Hibbeler 96-2004 1 Básico Resistencia de Materiales Berrocal 91-2007 1 Complementario Resistencia de Materiales Fedosiev 1972 1 Complementario Estabilidad I Fliess 1970 1 Básica Estabilidad II Fliess 1974 1 Básica Mecánica de Materiales James Gere 2 Complementario Mecánica de Materiales R.C. Hibbeler 1 Básica ▪ METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA Listar las estrategias didácticas empleadas para garantizar la adquisición de conocimientos, competencias y actitudes en relación con los objetivos. Especificar cuáles son las estrategias implementadas para generar hábitos de autoaprendizaje. La enseñanza hará foco en los conceptos teóricos con ejemplos y casos de estudio prácticos y reales de manera tal que el alumno vea la inmediata relación entre lo expuesto a nivel teórico con la práctica y su aplicación a nivel profesional/industrial. Para el desarrollo de los conceptos principales se aplicará el método inductivo-deductivo para la enseñanza de los diversos temas, yendo desde lo general a lo particular y/o viceversa, dependiendo del tipo de problema a tratar. A su vez, las clases teóricas, irán acompañadas de ejemplos y casos de estudio que permitirán visualizar a nivel macro, su aplicación en la vida real. La parte práctica de la materia cumple un rol fundamental por lo cual, la cátedra elaborará modelos de ejercicios integradores, resueltos, de manera tal que alumno pueda utilizarlos de referencia al momento de la resolución de los trabajos prácticos. 6 En pos de estimular el autoaprendizaje, la investigación y la colaboración en equipo, se propondrán trabajos prácticos con ejercicios y casos de estudio que estimulen y desafíen al alumno. Para el desarrollo de las unidades, los siguientes recursos serán utilizados: - Exposición oral del equipo docente, apoyado con presentaciones. - Debate y Coloquio entre profesor y alumnos. - Planteo y resolución de casos de estudio (por parte del equipo docente y/o de los alumnos). - Incentivo en la búsqueda de soluciones a problemas básicos. - Presentación de Trabajos Prácticos. - Formación de equipos de trabajo. - Incentivo en el uso de bibliografía, normas, tablas, catálogos comerciales de elementos de uso estructural (ejemplo: perfiles normalizados). Se usará material fotográfico, animaciones, etc, con el objetivo de aclarar conceptos, temas o simplemente mostrar cómo se vinculan los temas que conforman la cátedra a nivel profesional eindustrial. ▪ Modalidad de enseñanza y carga horaria. ACTIVIDAD % CARGA HORARIA TOTAL CURRICULAR LUGAR DE DESARROLLO Teórica 53 Aula Formación experimental - - Resolución de problemas 47 Aula Sumatoria: 100 ▪ Carga horaria adicional estimada en actividades Extra Áulicas Consignar horas que el Director de Cátedra estima como necesarias que el alumno debe dedicar en forma adicional a las señaladas en el cuadro anterior fuera del ámbito del aula y de los horarios de clases. NOTA: Ver resoluciones del Consejo Superior Universitario: Res. Nº 326/92 sobre “Lineamientos generales para la elaboración de diseños curriculares en la UTN”, que se complementa con las Res. Nº 138/93 y Res. Nº 4/98. ACTIVIDAD CANTIDAD DE HORAS RELOJ LUGAR DE DESARROLLO Consulta sobre Trabajos Prácticos 4 Facultad Confección de Trabajos Prácticos 32 hs. Extra Facultad Sumatoria: 36 hs. 7 ▪ CRONOGRAMA ESTIMADO DE CLASES Clase N° Contenido 1 Sistemas de Fuerza 2 Sistemas de Fuerza / Trabajo Práctico N°1 3 Equilibrio de los Cuerpos Rígidos 4 Equilibrio de los Cuerpos Rígidos 5 Equilibrio de los Cuerpos Rígidos / Trabajo Práctico N°2 – primera parte 6 Elementos Estructurales 7 Elementos Estructurales 8 Elementos Estructurales / Trabajo Práctico N°2 – segunda parte 9 Elementos Estructurales 10 Características de las Secciones y Volúmenes 11 Características de las Secciones y Volúmenes / Trabajo Práctico N°3 12 Tensiones y Deformaciones 13 Tensiones y Deformaciones 14 Tensiones y Deformaciones 15 Repaso y Práctica Pre-Parcial 16 1° Parcial 17 Semana de Recuperación. 18 Tracción. Compresión. Corte. 19 Tracción. Compresión. Corte. 20 Tracción. Compresión. Corte / Trabajo Práctico N°4 21 Torsión 22 Torsión 23 Torsión / Trabajo Práctico N°5 24 Flexión 25 Flexión 26 Flexión / Trabajo Práctico N°6 27 Pandeo 28 Pandeo 29 Repaso y Práctica Pre-Parcial 30 2° Parcial 31 Cargas Combinadas 32 Cargas Combinadas 33 Recuperatorios ▪ CRONOGRAMA ESTIMADO DE ACTIVIDADES PRÁCTICAS Práctico N° Contenido Clase N° 1 Sistemas de Fuerza 2 2 Equilibrio de los Cuerpos Rígidos 5 3 Elementos Estructurales (Diagramas) 8 4 Características de las Secciones 11 5 Tracción. Compresión. Corte 20 6 Torsión 23 7 Flexión 26 8 ▪ ESQUEMA DE INTERRELACIÓN Eje temático Relación con otras asignaturas Relación con Lab. de Informática Relación con otros laboratorios Características geométricas de las secciones Análisis I. Física I. NO NO Sistemas de Fuerzas Algebra y Geometría Analítica. Física I. NO NO Equilibrio de los Cuerpos Rígidos Mecánica y Mecanismos. NO NO Elementos Estructurales Mecánica y Mecanismos. Evaluación de proyecto. Proyecto final. NO NO Tensiones y Deformaciones Ciencia de los Materiales. NO Ensayos de Materiales Tracción, compresión y Corte Evaluación de proyecto. Proyecto final. Mecánica y Mecanismos. NO Ensayos de Materiales Torsión Evaluación de proyecto. Proyecto final. Mecánica y Mecanismos. NO NO Flexión Evaluación de proyecto. Proyecto final. Mecánica y Mecanismos. NO Laboratorio Estructuras Cargas Combinadas Evaluación de proyecto. Proyecto final. Mecánica y Mecanismos. NO Laboratorio Estructuras Pandeo Evaluación de proyecto. Proyecto final. Mecánica y Mecanismos. NO NO 9 ▪ MATERIAL DIDÁCTICO Publicaciones, guías de Trabajos Prácticos, Guías de Ejercicios, etc. Cada unidad temática cuenta con un apunte que cubre y explaya los temas principales vistos durante la clase. Dichos apuntes son un compendio, actualizado, de apuntes realizados por el Ing. José Napoleone a lo largo de su vasta trayectoria al frente de la cátedra y cuya base bibliográfica se describió en el apartado “Bibliografía”. En lo que respecta a Trabajos Prácticos, fueron pensados de manera tal de que, una vez resuelto por el alumno, sea una guía de estudio para afrontar las instancias de evaluación. Más allá de eso, la cátedra brindará guías de ejercicios resueltos a los efectos de que el alumno posea todas las herramientas necesarias para encarar, con el mayor éxito, la resolución de los Trabajos Prácticos. Por otra parte, la cátedra cuenta con abundantes apuntes que cubren los principales temas de Estática y Resistencia de Materiales, cuyos autores son el Ing. H. A. Faletty e Ing. R. Martoccia, publicados originalmente por el CEI, UTN Regional Bs. As. En cuanto a los Sistemas Reticulados, existe un apunte de referencia, elaborado por el Ing. José Napoleone, publicado por UTN Reg. Bs.As. ▪ METODOLOGIA DE EVALUACIÓN Describir las formas de evaluación, requisitos de promoción y condiciones de aprobación de los alumnos. Indicar si se anticipa a los alumnos el método de evaluación y cómo acceden estos a los resultados de sus evaluaciones La materia se evaluará por medio de dos (2) exámenes parciales y siete (7) trabajos prácticos. Además, existirá una evaluación continua del alumno, que incluirá participación en clase y evaluaciones intermedias. El primer parcial abarcará desde la Unidad I hasta la Unidad IV inclusive. El segundo parcial comprenderá desde la Unidad V a X inclusive. Los exámenes parciales podrán consistir en el desarrollo conceptual de temas teóricos, resolución de ejercicios prácticos o un caso de estudio integrador.El uso del método de respuesta múltiple podrá ser usado para evaluar temas teóricos únicamente. Con suficiente antelación, se notificará a la clase el método elegido para evaluar los contenidos de la materia. El examen deberá estar correctamente ejecutado en al menos un 60% para considerar “aprobado” el mismo. Es importante aclarar que la evaluación por parte del docente es integradora y el parcial será corregido como un “todo”, lo cual implica: enfoque para resolver el problema o los problemas planteados, procedimientos correctamente utilizados, resultados y presentación del examen (prolijidad). Si el equipo docente lo cree conveniente, realizará una evaluación oral a los fines de definir la nota final del examen. Se dispondrá de dos (2) oportunidades para la recuperación de un mismo Examen Parcial durante el período de dictado de clases y hasta la segunda fecha de exámenes finales al inicio del siguiente año con posterioridad a la finalización del año académico respectivo a la impartición de la materia. (Resolución Consejo Directivo 35/2014). 10 Las fechas de evaluación serán consensuadas y decididas de común acuerdo con la comisión, previa notificación de posibles fechas, de manera tal de no alterar significativamente la planificación de la materia y brindar al alumno el tiempo suficiente para estudiar. Las calificaciones serán comunicadas en el aula de manera tal de brindar al alumno la oportunidad de intercambiar opinión sobre las mismas con el cuerpo docente. Los trabajos prácticos involucrarán las Unidades I, II, III, IV, VI, VII y VIII. Cada uno de ellos, consistirá en una serie de ejercicios prácticos (6 a 8 ejercicios), con un nivel de complejidad creciente. El objetivo es ayudar al alumno con la incorporación de los conceptos teóricos mediante desafíos a la hora de resolver problemas ingenieriles. Durante las clases, en un espacio reservado para tal fin, el equipo de colaboradores (Jefe de Trabajos Prácticos y Ayudantes) guiará y evacuará las dudas que se presenten con la resolución de los mencionados Trabajos Prácticos. Los alumnos formarán equipos de trabajo de hasta 7 (siete) integrantes para la realizar los Trabajos Prácticos. De esta manera, se buscará promover la interacción y el trabajo en equipo para resolver los diferentes ejercicios prácticos, contando continuamente, con la asistencia del grupo de colaboradores. Los Trabajos Prácticos tendrán una fecha de entrega de 15 días, posteriores a su presentación en clase por parte de los colaboradores de la cátedra. Los mismos serán evaluados para su aprobación; el Jefe de Trabajos Prácticos, hará una devolución de los mismos, indicando si está aprobado o si se deberán realizar correcciones para alcanzar la aprobación. Se deberán aprobar todos los Trabajos Prácticos antes del último llamado de examen final del corriente ciclo lectivo (último llamado de diciembre). Evaluación continua: la evaluación continua de los alumnos se llevará a cabo mediante: - Evaluaciones intermedias en las que se le pedirá al alumno la resolución de un ejercicio práctico, similar a los vistos en clase y/o el trabajo práctico. Se tomarán 4 (cuatro) evaluaciones intermedias, que comprenderán las Unidades I, II, VI y VII. En las mismas, el alumno podrá consultar todo el material de estudio. Cada evaluación tendrá una ponderación del 25% y de las cuatro evaluaciones, surgirá una tercera nota. Por ejemplo: Evaluación Ponderado Nota del alumno Promedio Ponderado 1 0.25 8 2 2 0.25 7 1.75 3 0.25 4 1 4 0.25 6 1.5 3° NOTA 6.25 11 Si la tercera nota fuera menor a 6 (seis), el alumno tendrá una oportunidad de elegir el promedio ponderado más bajo y volver a rendir la Unidad para lograr obtener una nota igual o mayor a 6 (seis). - Participación en clase, cuantificada por la calidad en las respuestas que el alumno brinde frente a consultas aleatorias que el profesor realice sobre los temas vistos con anterioridad. Régimen de cursado y aprobación según Ordenanza Nº 1549, de fecha 15 de septiembre 2016, y sus Reglamentaciones Complementarias: Son condiciones de APROBACIÓN DIRECTA, según punto 7.2.1 del Anexo I (Resolución N°426): 1. Cumplir con los prerrequisitos de inscripción a la materia según diseño curricular. 2. Asistir a clase: Considerando que la Aprobación directa requiere de una evaluación continua, todo estudiante que haya excedido el 25% de inasistencia en una asignatura, perderá la posibilidad de Aprobación Directa en la misma. 3. Cumplir con las actividades de formación práctica. 4. Aprobar las instancias de evaluación. El estudiante que no apruebe alguna de las instancias de evaluación, tendrá para la modalidad de aprobación directa una cantidad de recuperatorios en función de la siguiente formula: R=n / 2, siendo n la cantidad de aprobaciones de parciales. Si el resultado es un numero decimal, debe redondearse a la unidad inmediata inferior. Ejemplo: 1 parcial-1 recuperatorio, 2 parciales-1 recuperatorio, 3 parciales-1 recuperatorio, 4 parciales-2 recuperatorios, 7 parciales-3 recuperatorios, etc. Cada evaluación parcial desaprobada podrá recuperarse sólo una vez, en función del resultado de la fórmula aplicada para los casos de aprobación directa. (Resolución Consejo Directivo 004/2020). 5. Para la condición de Aprobación Directa, las ausencias a las instancias de evaluación parcial se considerarán desaprobadas, no así las instancias de recuperación. (Resolución Consejo Directivo 004/2020). La nota promedio de las instancias de evaluación aprobadas será la calificación definitiva de aprobación directa. La calificación se expresará en número entero y en caso de promedios con decimales se redondeará al valor más próximo. Son condiciones de “APROBACIÓN NO DIRECTA – EXAMEN FINAL”, según Punto 7.2.2, las siguientes: 1. El estudiante que habiendo demostrado niveles mínimos y básicos de aprendizaje no alcance los objetivos de aprobación directa, estará habilitado a rendir una evaluación final. 12 2. El estudiante que aprueba la cursada con más de R instancias de recuperación, deberá rendir examen final. (Resolución Consejo Directivo 004/2020). Son condiciones de “NO APROBACIÓN”, según Punto 7.2.3, las siguientes: 1. El estudiante que no haya demostrado niveles mínimos y básicos de aprendizaje deberá recursar la asignatura. 2. El estudiante que no apruebe las instancias de recuperación (dos recuperatorios por cada instancia de evaluación, siendo uno en el mes de febrero), deberá cursar la asignatura nuevamente en otro período, sea éste anual o cuatrimestral. ▪ CRONOGRAMA ESTIMADO DE REUNIONES DE CATEDRA/AREA Reuniones de Área: una por semestre. Reuniones de Cátedra: previo al dictado de clase, para delinear la clase. ▪ ACTIVIDADES DE FORMACIÓN INTERNA DE LOS MIEMBROS DEL AREA/ CÁTEDRA. Dentro del marco de la formación interna de los miembros de la cátedra, se propone que los colaboradores elijan temas específicos de su interés, vinculados con alguna unidad temática y con el cual se sientas familiarizados para exponer a los alumnos. De esta forma, irán adquiriendo experiencia frente al curso y la dinámica de la exposición de temas teóricos frente a un grupo de personas. ▪ OBSERVACIONES Sin observaciones. Firma: Fecha: 16/02/2023 MAURICIO ROSSI
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