Análisis Dinámico de Maquinaria

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SEPTIMOSEMESTRE

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Estudios Superiores Aragón

Ingeniería Mecánica Programa de Asignatura

NOMBRE DE LA ASIGNATURA: ANÁLISIS DINÁMICO DE MAQUINARIA PLAN 2007 Tipo de asignatura: Teórico Clave: Créditos: 08 Carácter: Obligatoria Semestre: Séptimo Duración del Curso Semanas: 16 Área de Conocimiento: Diseño Mecánico

Horas: 64 Horas/Semana Teoría: 4.0

Práctica: 0.0

MODALIDAD: CURSO SERIACIÓN INDICATIVA PRECEDENTE:

Introducción al Estudio de los Mecanismos.

SERIACIÓN INDICATIVA SUBSECUENTE:

Diseño Mecánico.

OBJETIVO DEL CURSO:

Introducir al alumno al estudio y aplicación de los mecanismos que integran una máquina y a las máquinas mismas desde el punto de vista dinámico, para poder evaluar las fuerzas y pares que actúan sobre un elemento de ellos de manera que se pueda realizar el análisis estático y dinámico sobre la máquina completa.

No. Nombre Horas

Teoría Practica I DINÁMICA DEL CUERPO RÍGIDO 26.0 0.0

II ANÁLISIS DE FUERZAS 14.0 0.0

III BALANCE DE MAQUINARIA ROTATORIA 24.0 0.0

Total de Horas Teóricas: 64.0

Total de Horas Prácticas: 0.0

TOTAL: 64.0

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS

TEMA I "DINÁMICA DEL CUERPO RÍGIDO"

Objetivo: Establecer las ecuaciones dinámicas de sistemas de cuerpos rígidos. Contenido.

I.1 Introducción a la cinemática especial de cuerpos rígidos. I.2 Ecuaciones de conservación del momentum lineal y angular. I.3 Movimiento de cuerpos con simetría inicial. I.4 Movimiento de cuerpos con restricciones.

TEMA II "ANALISIS DE FUERZAS"

Objetivo: Definición de los sistemas de fuerzas y pares que actúan sobre un elemento de máquina de manera que se pueda realizar el análisis estático y dinámico sobre la máquina completa. Contenido.

II.1 Sistemas equivalentes de fuerzas y momentos. II.2 Análisis estático de máquinas y mecanismos. II.3 Fuerzas de inercia en mecanismos planos.

TEMA III "BALANCEO DE MAQUINARIA ROTATORIA"

Objetivo: Determinar las cargas dinámicas en rotores y eliminar el desbalanceo en ellos, manejar conceptos de voluntades y cimentación de máquinas. Contenido.

III.1 Velocidades críticas de ejes. Fenómeno de "CHICOTE". III.2 Balanceo estático. III.3 Balanceo dinámico. III.4 Máquinas de balanceo dinámico. Prácticas de campo. III.5 Volantes de inercia. III.6 Necesidades de cimentación en maquinaria.

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BIBLIOGRAFÍA

Bibliografía Básica

Temas para los que se recomienda.

Hamilton. H. Mabie y Ocbirk F.W.Mecanismos y Dinámica de Maquinária. México, Edit. Limusa, V. A. 715 pp. 2004.

TODOS

Meriam, James. L.Dinamics (Si versión). 2a. Edición, John Wiley & Sons, Inc. 678 pp. 1997.

TODOS

Suh C. H. y Radcliffe C. W. Kinematics and Mechanisms Design. John Wiley & Sons, Inc. 2001.

TODOS

Shigley Joseph Eduards Uicker J. J. Teoría de Máquinas y Mecanismos. México, D. F. Ed. Mc Graw Hill. 613 pp. 1999.

TODOS

Sandor G. N., Erdman, A. G.Advanced Mechanism Dising: Analysis and Síntesis. New Jersey.Prentice Hall, 1998.

TODOS

Bibliografía Complementaria Temas para los que se

recomienda.Faires.Diseño de Elementos de Máquinas. LIMUSA S.A. de C.V. Ed. 829 pp. 2004.

TODOS

Black & Adams. Machine Design Ed. Mc Graw Hill. 576 pp. 2002.

TODOS

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SUGERENCIAS DIDÁCTICAS ELEMENTOS DE EVALUACIÓN

Exposición oral Exposición audiovisual Ejercicios dentro de clase Ejercicios fuera del aula Seminarios Lecturas obligatorias Trabajos de investigación Prácticas de taller o laboratorio Prácticas de campo Otros

(X) (X) (X) (X) ( ) (X) (X) ( ) ( ) (X)

Exámenes Parciales Exámenes Finales Trabajos y tareas fuera del aula Participación en clase Asistencia a prácticas Otros

(X) (X) (X) (X) ( ) ( )

PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIENES PUEDEN IMPARTIR LA ASIGNATURA

Ingeniero Mecánico Electricista, Industrial o rama afín.

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NOMBRE DE LA ASIGNATURA: DISEÑO Y MANUFACTURA POR COMPUTADORA PLAN 2007 Tipo de asignatura: Teórico-Práctico Clave: Créditos: 06 Carácter: Obligatoria Semestre: Séptimo Duración del Curso Semanas: 16 Área de Conocimiento: Manufactura


Práctica: 2.0 MODALIDAD: CURSO-TALLER SERIACIÓN INDICATIVA PRECEDENTE:

Procesos de Conformado de Materiales (L).


Diseño Mecánico, Sistemas de Manufactura Flexible (L).

OBJETIVO DEL CURSO:

El alumno será capaz de conocer y aplicar distintas herramientas de cómputo para la concepción total de un diseño y la simulación de su manufactura, previendo fallas en el proceso.

No. Nombre Horas

Teoría Práctica I INTRODUCCIÓN 4.0 4.0

II EL DISEÑO EN DOS Y TRES DIMENSIONES ELABORADOS POR COMPUTADORA

12.0 12.0

III LA MANUFACTURA MEDIANTE COMPUTADORA 11.0 11.0

IV DESARROLLO DEL PROCESO CAD / CAM 5.0 5.0



TOTAL: 64.0

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS

TEMA I “INTRODUCCIÓN”

Objetivo: Al finalizar el capítulo el alumno será capaz de definir cada una de las tecnologías CAD, CAM, CIM y CAE, proporcionar ejemplos de aplicación y distinguir las principales características del hardware y software que las conforman.

Contenido.

I.1 Evolución histórica en la producción automática. I.2 Introducción al CAD. I.3 Introducción al CAM. I.4 Introducción al CIM. I.5 Introducción al CAE.

TEMA II “EL DISEÑO EN DOS Y TRES DIMENSIONES ELABORADOS POR COMPUTADORA”

Objetivo: Al finalizar el capitulo el alumno conocerá las distintas herramientas empleadas en la elaboración del diseño de piezas mecánicas y será capaz de elaborar planos en 2D y 3D.

Contenido.

II.1 Herramientas de dibujo en 2D y 3D.. II.2 Herramientas de modificación. II.3 Elaboración de objetos en 2D y 3D. II.4 Visualización de planos bidimensionales y tridimensionales. II.5 Elaboración de planos y desarrollo de figuras sólidas. II.6 Simulación de elementos y análisis de piezas.

TEMA III “LA MANUFACTURA MEDIANTE COMPUTADORA”

Objetivo: Al finalizar el capítulo el alumno conocerá la teoría básica y componentes que integran una máquina de control numérico; siendo capaz de generar programas para el maquinado de piezas.

Contenido:

III.1 Análisis de curva e interpolación.

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS III.2 Trayectoria de la herramienta. III.3 El control numérico concepto y uso. III.4 Programación de piezas por control numérico. III.5 Simulación de maquinado de piezas programadas por control numérico. III.6 Manufactura de piezas por control numéricos. III.7 Sistemas de manufactura flexible.

TEMA IV “DESARROLLO DEL PROCESO CAD / CAM”

Objetivo: Al finalizar el capítulo el alumno será capaz de explicar el principio de integración CAD/CAM, así mismo podrá realizar la exportación e importación de diseños para la simulación de manufactura por computadora.

Contenido:

IV.1 Conocer el entorno de la manufactura por computadora. IV.2 Exportación e importación de diseños. IV.3 Simulación del proceso de manufactura. IV.4 Obtención del código de control numérico. IV.5 Transferencia de códigos de control de la computadora a las máquinas de control numérico. IV.6 Aplicación de paquetes y desarrollo.

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BIBLIOGRAFÍA



Chan S. Park. “Interactive Microcomputer Graphics”. Addisson-Wesley Publishing Co. 1998.

TODOS

Varios.“Sistemas CAD/CAM/CAE Diseño y Fabricación por Computadora”. Editorial: Marcombo Boixareu Editores. 1999.

TODOS

Dimarogunas Andrew.“Computer Aided Machine Design”. Prentice Hall. 2000.

TODOS

Bibliograía Complementaria Temas para los que se

recomienda.Groover.“CAD/CAM”. Prentice Hall.

II y IV

Besant-Lui.“Computer-Aided Design And Manufacture”. Ed. Ellis Horwood. 1986.

II, III y IV

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(X) (X) (X) (X) ( ) (X) (X) ( ) ( ) (X)


(X) (X) (X) (X) ( ) ( )



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NOMBRE DE LA ASIGNATURA: PROCESOS DE CORTE DE MATERIALES (L) PLAN 2007 Tipo de Asignatura: Teorico-Practico Clave: Créditos: 10 Carácter: Obligatoria Semestre: Séptimo Duración del Curso Semanas: 16 Área de Conocimiento: Manufactura


Práctica: 2.0 MODALIDAD: CURSO LABORATORIO SERIACIÓN INDICATIVA PRECEDENTE:

Procesos de Conformado de Materiales (L).

SERIACIÓN INDICATIVA SUBSECUENTE :

Ninguna.

OBJETIVO DEL CURSO: Estudiara los fundamentos de los procesos de Corte de los materiales por desprendimiento de viruta incluyendo a las maquinas y herramientas y a las herramientas de corte. Comprenderá la incidencia de los fenómenos mecánicos y metalúrgicos de los medios existentes tales como: Maquinas Herramientas, Herramientas de corte, Dispositivos de sujeción, etc.

No. Nombre Horas

Teoría Práctica I INTRODUCCIÓN 6.0 0.0

II MÁQUINAS HERRAMIENTA CONVENCIONALES, DE CNC Y

OPERACIONES DE MECANIZADO 26.0

10.0

III ASPECTOS METALÚRGICOS EN EL CORTE DE MATERIALES 10.0 5.0

IV HERRAMIENTAS DE CORTE 8.0 5.0

V PROCESOS DE FABRICACIÓN CON ARRANQUE DE VIRUTA 10.0 5.0

VI ASPECTOS ECONÓMICOS EN EL MECANIZADO 4.0 7.0



TOTAL: 96.0

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA I “INTRODUCCIÓN”

Objetivo: Al término del tema el alumno distinguirá entre las piezas manufacturadas sin arranque de viruta, en relación con aquellas fabricadas con arranque de viruta.

Contenido.

I.1. Descripción y análisis de un prototipo. I.2. Clasificación general de las piezas y materiales del prototipo. I.3. Resumen de los procesos tecnológicos de manufactura. I.4. Introducción a los procesos con arranque de viruta y estudio teórico del corte. I.5. Descripción de los factores principales de este proceso. I.6. Ventajas y desventajas de este proceso.

TEMA II “MAQUINAS HERRAMIENTA CONVENCIONALES, DE CNC Y OPERACIONES DE MECANIZADO”.

Objetivo: Al término del tema el alumno esquematizará una máquina herramienta enumerando características, movimientos, partes principales y elementos básicos de la programación.

Contenido.

II.1. Clasificación general de las máquinas herramienta. II.2. Desarrollar para cada máquina.

a) Clasificación por grupo. b) Operaciones de trabajo, características de las máquinas y operaciones de mecanizado. c) Representación esquemática por diagrama de bloques, de partes componentes principales. d) Elementos básicos de programación, descripción de: Puntos neutros, de referencia, de dirección y de acotación

TEMA III “ASPECTOS METALÚRGICOS EN EL CORTE DE LOS MATERIALES”

Objetivo: Al término del tema el alumno reafirmará el concepto de la maquinabilidad en los materiales metálicos y no metálicos, estará capacitado para calcular la potencia de la maquina y el tiempo de las operaciones de mecanizado.

Contenido.

III.1. Definir la maquinabilidad y describir sus principales factores III.2. Descripción de las fuerzas de corte en el mecanizado

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS III.3. Descripción de la potencia útil de la maquina y del tiempo de las operaciones de mecanizado.

TEMA IV “HERRAMIENTAS DE CORTE”

Objetivo: Al termino del tema el alumno empleara correctamente las herramientas de corte para las diferentes operaciones de trabajo en función de sus características formas y propiedades. Contenido.

IV.1. Clasificación general de las herramientas de corte IV.2. Definición y propiedades de los materiales para fabricar herramientas de corte. IV.3. Características generales y particulares de operación de las herramientas de corte

TEMA V “PROCESOS DE FABRICACIÓN POR ARRANQUE DE VIRUTA”

Objetivo: Al termino del tema el alumno tendrá los conocimientos para elaborar la planeación de la fabricación de una pieza de trabajo por desprendimiento de viruta. Contenido.

V.1. Análisis del proceso tecnológico para piezas maquinadas V.2. Normalización y símbolos para el maquinado V.3. Descripción de la hoja de ruta de trabajo V.4. Descripción de la hoja de operaciones V.5. Ejercicios de aplicación para las diferentes maquinas herramientas

TEMA VI “ASPECTOS ECONÓMICOS EN EL MECANIZADO”

Objetivo: Al termino del tema el alumno organizara la preparación del trabajo para un proceso productivo con sentido económico Contenido.

VI.1. Importancia de la planeación en la fabricación industrial VI.2. Importancia de la selección acertada de la maquina herramienta

VI.3. Importancia de la interrelación maquina herramienta, pieza de trabajo herramienta de corte en la manufactura.

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BIBLIOGRAFÍA



A. Leyensetter. Tecnología de los Oficios Metalúrgicos. Editorial Reverte. 552 pp. 2001.

II y VI

Boothryoyo Geoffrey. Fundamentos del Corte de Metales y de las Maquinas Herramientas. McGraw Hill. 1996.

TODOS

Pollack. T. Herman W. Maquinas Herramientas y Manejo de Materiales. Prentice Hall. 1996.

TODOS

Habitach C Franck H. Las Maquinas Herramientas Modernas. Editorial CECSA. 2000.

TODOS

Groover. Mikell P.Fundamentos de Manufactura Moderna. Prentice Hall. 1088 pp. 2002.

TODOS

Rossi Mario.Maquinas – Herramientas modernas. Editorial Dossat S.A.

TODOS


recomienda.Ashby, M. F., Engineering Materials 2: An Introduction to Microstructures, Processing and Design. Pergamon. 1986.

TODOS

Daniel, Isaac M. Engineering Mechanics of Composite Materials. Oxford, U.S.A Oxford University Press. 1994.

TODOS

Barbero, Ever J. Introduction to Composite Materials Design. Taylor & Francis Group. 1999.

TODOS

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(X) (X) (X) (X) ( ) (X) (X) ( ) ( ) (X)


(X) (X) (X) (X) ( ) ( )



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NOMBRE DE LA ASIGNATURA: LABORATORIO DE MAQUINAS TÉRMICAS PLAN 2007 Tipo de Asignatura: Práctico Clave: Créditos: 04 Carácter: Obligatoria Semestre: Séptimo Duración del Curso Semanas: 16 Área de Conocimiento: Termoenergía


Práctica: 4.0 MODALIDAD: LABORATORIO SERIACIÓN INDICATIVA PRECEDENTE:

Máquinas Hidráulicas.


Plantas termoeléctricas.

OBJETIVO DEL CURSO: Ofrecer a los alumnos de la carrera de ingeniero mecánico electricista el complemento de los cursos de ingeniería térmica, mediante el desarrollo de prácticas en el laboratorio sobre temas específicos relacionados principalmente con las máquinas térmicas.

TEMAS

No. Nombre Horas

I

GENERADORES DE VAPOR Y CALORIMETROS

Teorica

0.0

Practica

5.0

II COMBUSTION 0.0 5.0 III MOTORES DE VAPOR 0.0 5.0 IV CICLO DE RANKINE Y TURBINA DE VAPOR 0.0 5.0 V MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA 0.0 9.0

VI COMPRESORES 0.0 5.0

VII TORRES DE ENFRIAMIENTO 0.0 5.0

VIII INTERCAMBIADOR DE CALOR DE FLUJO CRUZADO 0.0 5.0

IX EQUIPO DE RADIACIÒN Y CONVECCION NATURAL 0.0 5.0

X EQUIPO DE TRANSFERENCIA DE CALOR DE DOS FASES 0.0 5.0

XI EQUIPO DE REFRIGERACION 0.0 5.0

XII EQUIPO DE AIRE ACONDICIONADO 0.0 5.0

Total de horas teóricas: 0.0 Prácticas de Laboratorio: 64.0

TOTAL: 64.0

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA II "GENERADORES DE VAPOR Y CALORÍMETROS" Objetivo: Conocer el funcionamiento y aplicación de los generadores de vapor y calorímetros. Contenido: II.1 Introducción. II.2 Generadores de vapor. II.3 Clasificación general de las calderas. II.4 Caldera de tubos de humo. II.5 Calderas de tubos de agua. II.6 Cálculos. TEMA III "COMBUSTIÓN" Objetivo: Conocer los principios generales de la combustión.

Contenido: III.1 Generalidades. III.2 Conceptos básicos. III.3 Aire teórico. III.4 Exceso de aire. III.5 Gasto de aire. III.6 Gasto de gases secos. III.7 Aparatos para el análisis de gases quemados. III.8 Calorímetros de bomba para obtener el poder calorífico de un combustible. III.9 Balance térmico. TEMA IV "MOTORES DE VAPOR" Objetivo: Conocer el funcionamiento y aplicación del motor de vapor.

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS Contenido: IV.1 Motores de vapor.

TEMA V "CICLO DE RANKINE Y TURBINA DE VAPOR"

Objetivo: Conocer el funcionamiento del ciclo rankine y al turbina de vapor. Contenido: V.1 Ciclo de Rankine. V.2 Incremento de la eficiencia. V.3 Turbina de vapor. V.4 Línea William. TEMA VI "MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA" Objetivo: Conocer el funcionamiento y aplicación del motor encendido por chispa. Contenido: VI.1 Objetivo. VI.2 Generalidades. VI.3 Ciclo Otto y ciclo Diesel. VI.4 Mejoramientos prácticos de la eficiencia. VI.5 Desarrollo de la práctica y deducción de fórmulas del ciclo Otto. VI.6 Apéndice: El motor Wankel TEMA VII "COMPRESORES"

Objetivo: Conocer el funcionamiento y aplicación de los compresores Contenido: VII.1 Generalidades. VII.2 Funcionamiento de los compresores reciprocantes y de paletas deslizantes. VII.3 Aspectos teóricos de la compresión de gases.

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS VII.4 Sistemas principales. VII.5 Instalación típica de un compresor reciprocante. VII.6 Ejercicios prácticos. VII.7 Desarrollo de la práctica.

TEMA VIII "TORRES DE ENFRIAMIENTO"

Objetivo: Conocer el funcionamiento y aplicación de la torre de enfriamiento. Contenido: VIII.1 Generalidades. VIII.2 Aspectos teóricos de las torres de enfriamiento. VIII.3 Desarrollo de la práctica. TEMA IX "INTERCAMBIADOR DE CALOR DE FLUJO CRUZADO" Objetivo: Conocer el funcionamiento y aplicación de los intercambiadores de calor de flujo cruzado. Contenido: IX.1 Generalidades. IX.2 Clasificación de los intercambiadores de calor. IX.3 Desarrollo de la práctica. IX.4 Conclusiones. TEMA X "EQUIPO DE RADIACIÓN Y CONVECCIÓN NATURAL"

Objetivo: Conocer el funcionamiento y aplicación del equipo de radiación y convección natural. Contenido: X.1 Objetivo. X.2 Principios básicos de transferencia de calor. X.3 Descripción del equipo. X.4 Desarrollo de la práctica.

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS X.5 Conclusiones. TEMA XI "EQUIPO DE TRANSFERENCIA DE CALOR DE DOS FASES"

Objetivo: Conocer el funcionamiento y aplicación del equipo de transferencia de calor de dos fases.

Contenido: XI.1 Conceptos fundamentales. XI.2 Descripción del equipo. XI.3 Desarrollo de la práctica. XI.4 Conclusiones. TEMA XII "EQUIPO DE REFRIGERACIÓN"

Objetivo: Conocer el funcionamiento y aplicación de los distintos sistemas de refrigeración.

Contenido:

XII.1 Conceptos básicos de refrigeración. XII.2 Aplicaciones del equipo de refrigeración. XII.3 Descripción del equipo. XII.4 Desarrollo de la práctica.

TEMA XIII "EQUIPO DE AIRE ACONDICIONADO"

Objetivo: Conocer el funcionamiento y aplicación de los distintos equipos de aire acondicionado Contenido:

XIII.1 Generalidades. XIII.2 Conceptos fundamentales del acondicionamiento de aire. XIII.3 Equipos de aplicación. XIII.4 Descripción del equipo. XIII.5 Desarrollo de la práctica.

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BIBLIOGRAFÍA



Severns, W. H. y Degler H. F. Energía Mediante el Vapor de Agua, Aire y Gas. Madrid. Reverté, 503 pp. 1999.

I, II, III y IV.

Wark, Kennth. Termodinámica.McGraw Hill, 4th ed. 908 pág. 2001.

VII

Mataix, C.Turbomáquinas Térmica. Madrid. Dossat, 1026 pp. 2003.

I y II

North American COMBUSTION HAMDBOOK . “The North American Manufacturin Co.”. 2004.

TODOS

Obert, E.Motores de Combustión Interna. México. CECSA, 764 pp. 2000.

TODOS


recomienda.Steam, Its generation and use. “Babcock and Wilcox, Co.”. 2000.

I, II y III.

GODINEZ Héctor y HERRERA Abel. “Álgebra Lineal. Teoría y Ejercicios”. México. Facultad de Ingeniería, UNAM. 1987.

VI y VII

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TÉCNICAS DE ENSEÑANZA ELEMENTOS DE EVALUACIÓN

Exposición oral Exposición audiovisual Ejercicios dentro de clase Ejercicios fuera del aula Seminarios Lecturas obligatorias Trabajos de investigación Practicas de taller o laboratorio Prácticas de campo Otros

(X) (X) (X) (X) ( ) ( ) (X) ( ) ( ) ( )

Exámenes Parciales Exámenes Finales Trabajos y tareas fuera del aula Participación en clase Asistencia a practicas Otros

(X) (X) (X) (X) ( ) ( )



MAS DOS

OBLIGATORIAS

DE

ESPECIALIDAD

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