Facultad de Ingeniería Departamento Ingeniería Mecánica INGENIERÍA CIVIL MECÁNICA

Curso : Teorías de Fallas y Cálculo de Elementos de Máquinas Código : 440123 Profesor : Dr. Richard Verdugo L. Introducción: Asignatura destinada al estudio del comportamiento de los elementos de máquinas bajo distintas condiciones de carga. Se presenta las condiciones de esfuerzo bajo las cuales se produce la deformación elástica, falla mecánica, pandeo, o fatiga. Se aplican estos conceptos en el diseño y cálculo de ejes, uniones y transmisión de potencia. Objetivos: Conocer, comprender las distintas teorías de fallas de los materiales utilizados en la manufactura y elementos estructurales de máquinas y aplicarlas en el diseño de ellos, al estar sometidos a carga estática o dinámica. Alcances en el diseño y uso de normas en elementos de transmisión de potencia y elementos de unión. Capítulo 1: TEORÍAS DE FALLAS Tenemos cuatro teorías de fallas que nos proporcionan un criterio de diseño para esfuerzos biaxiales o triaxiales. Cada una de estas teorías de fallas se aplican de acuerdo a las propiedades del material. 1. Teoría de falla de Saint Venant, (deformación normal máxima). 2. Teoría de falla de Rankine, (esfuerzo normal máximo). 3. Teoría de falla de Tresca, (esfuerzo de corte máximo). 4. Teoría de falla de Von Mises, (energía deformación máxima). Capítulo 2: COLUMNAS Se desarrollan las expresiones matemáticas que nos permiten evaluar la carga crítica para columnas con carga axial centrada o carga axial excéntrica. Capítulo 3: FATIGA Diseño de elementos de máquinas sometidos a cargas cíclicas variables en el tiempo, teniendo en cuenta la calidad del material, de superficie, efecto de los concentradores de esfuerzos o entalladuras entre otros. Capítulo 4: LABORATORIO COMPUTACIONAL Se estudian problemas de esfuerzos combinados en vigas curvas. Además los estudiantes conocerán dos software de diseño utilizado en las empresas: SolidEdge (realización de modelos sólidos) y Algor (MEF, cálculo de esfuerzos y deformaciones). Capítulo 5: CÁLCULO Y DISEÑO DE EJES Definiciones y efectos de los concentradores de esfuerzos. Código ASME para el cálculo de árboles en la transmisión de portencia. Cálculo teórico de la primera velocidad crítica. Capítulo 6: CÁLCULO Y DISEÑO DE ELEMENTOS DE UNIÓN Distintos tipos de uniones: pasadores, chavetas, apernadas y por soldadura. Capítulo 7: CÁLCULO Y DISEÑO EN TRANSMISIÓN DE POTENCIA Uso y aplicaciones en diferentes tipos de correas estandarizadas y características constructivas. Selección y capacidades en la transmisión de potencia. BIBLIOGRAFÍA Norton, Robert L. : “Diseño de máquinas”- Editorial Prentice Hall. Shigley, Joseph E. : “El Proyecto en Ingeniería Mecánica”. Editorial Mc Graw Hill. Mott, Robert L. : “Diseño de Elementos de Máquinas”. Editorial Prentice Hall. EVALUACIÓN Certamen 1 : 40 % Certamen 2 : 40 % Test Laboratorio : 20 % Nota presentación : NP = C1*0,4 + C2*0,4 + T*0,2 Presentación examen : Promedio certámenes ≥ 40 puntos.