Estructuras Aeronáuticas II - Instituto Universitario Aeronáutico

Transcripción

FUERZA AÉREA ARGENTINA
INSTITUTO UNIVERSITARIO AERONÁUTICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE ASIGNATURA
CARRERA/AS: INGENIERÍA AERONÁUTICA
AÑO ACADÉMICO: 2011
ASIGNATURA: ESTRUCTURAS AERONÁUTICAS II
DPTO: MA
HORAS TOTALES: 96
ÁREA: ESTRUCTURAS
COD: 401009
BLOQUE: TECNOLOGÍAS BÁSICAS
CURSO: III
SEM: PRIMERO
Semanas de Clase: Para primer año 1er. Semestre se consideran en el cálculo 15 semanas
mientras que para los restantes años y semestres, las semanas de clase consideradas son 16
OBJETIVOS
Generar en el alumno la capacidad para:
•
•
•
•
•
Calcular tensiones y deformaciones en estructuras aeronáuticas.
Calcular elementos estructurales solicitados en tracción, compresión, corte, flexión y torsión.
Casos isostáticos e hiperestático.
Conocer y calcular las tensiones en el pandeo de elementos estructurales.
Calcular matrices de rigidez en estructuras
TEMA
CONTENIDO
I
CONCEPTO DE TENSIÓN Y DEFORMACION
Tensiones en los elementos de una estructura.
Tensión y deformación normal.
Tensión y deformación de corte.
Tensión de aplastamiento en conexiones.
Aplicación al análisis y diseño de estructuras sencillas.
Tensiones en un plano oblicuo bajo carga axial.
Tensiones bajo condiciones generales de carga.
Problemas del capítulo.
II
CARGA AXIAL
Deformación normal bajo carga axial.
Diagrama tensión-deformación.
Ley de Hooke. Módulo de elasticidad.
Comportamiento elástico contra comportamiento plástico de un material.
Deformaciones de elementos sometidos a carga axial.
Problemas estáticamente indeterminados.
Problemas que involucran cambios de temperatura.
Relación de Poisson.
Carga multiaxial. Ley de Hooke generalizada.
Relación entre E, v y G.
Concentraciones de tensiones.
Deformaciones plásticas.
III
TORSIÓN
Análisis preliminar de esfuerzos en ejes.
Deformaciones en un eje circular.
Tensiones en rango elástico.
Ángulo de giro en rango elástico.
TEMA
CONTENIDO
Ejes estáticamente indeterminados.
Concentraciones de esfuerzo en ejes circulares.
Deformaciones plásticas en ejes circulares.
IV
FLEXIÓN PURA
Elemento simétrico sometido a flexión pura.
Deformaciones en un elemento simétrico sometido a flexión pura.
Tensiones y deformaciones en el rango elástico.
Deformaciones en una sección transversal.
Flexión de elementos compuestos de varios materiales.
Concentración de tensiones en elementos flexionados.
Carga axial excéntrica en un plano de simetría.
Flexión asimétrica.
Caso general de carga axial excéntrica.
V
CORTE
Determinación de las tensiones de corte en una viga.
Cortante longitudinal en un elemento de viga con forma arbitraria.
Tensiones de corte en elementos de pared delgada.
VI
TRANSFORMACIONES DE TENSIONES Y DEFORMACIONES. TENSIONES
PRINCIPALES
Transformación de tensión. Estado plano.
Tensiones principales.
Tensión de corte máxima.
Círculo de Mohr para tensión plana.
Estado general de tensiones.
Criterios de fluencia bajo tensión plana.
Tensiones en recipientes de pared delgada bajo presión.
Transformación de deformación plana.
Círculo de Mohr para deformación plana.
Análisis tridimensional de la deformación.
Mediciones de la deformación. Roseta de deformación.
Tensiones bajo cargas combinadas.
VII
DEFLEXIÓN DE VIGAS
Deformación de una viga bajo carga transversal.
Ecuación de la curva elástica.
Determinación directa de la curva elástica a partir de la distribución de carga.
Vigas estáticamente indeterminadas.
Método de superposición.
Aplicación de la superposición a vigas estáticamente indeterminadas.
TEMA
VIII
CONTENIDO
ESTABILIDAD DE COLUMNAS
Estabilidad de estructuras.
Fórmula de Euler para columnas articuladas.
Extensión de la fórmula de Euler para columnas con otras condiciones de extremo.
Carga excéntrica. Fórmula de la secante.
IX
MÉTODOS DE ENERGÍA
Energía de deformación.
Densidad de energía de deformación.
Energía elástica de deformación para tensiones normales.
Energía de deformación elástica para tensiones cortantes.
Energía de deformación para un estado general de tensiones.
Cargas de impacto.
Trabajo y energía bajo una carga única.
Deflexión bajo una carga única por el método de trabajo-energía.
Trabajo y energía bajo varias cargas.
Teorema de Castigliano.
Análisis de estructuras estáticamente indeterminadas.
X
ANALISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS: MÉTODO DE RIGIDEZ
Análisis estructural mediante el método de los desplazamientos (matriz de rigidez)
Elementos estructurales, grados de libertad y restricciones cinemáticas.
Matriz de rigidez de una barra en el plano.
Matriz de rigidez de una viga en el plano.
Ensamblaje de la matriz de rigidez global de una estructura.
Problemas de cambio de temperatura y movimiento de soportes.
XI
METODOS COMPUTACIONALES PARA EL ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Definición de geometría. Nudos.
Definición de grados de libertad. Restricciones cinemáticas.
Definición de elementos y conectividades.
Ensamblaje de la matriz de rigidez.
Cálculo de desplazamientos y esfuerzos en elementos.
Programas disponibles en el mercado para el análisis estructural.
BIBLIOGRAFÍA OBLIGATORIA
- MECANICA DE MATERIALES. Beer, Johnston. Mc Graw Hill. 2003.
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA
-
RESISTENCIA DE MATERIALES. Bazán A., Jeandrevin G. Córdoba. 2002.
MECANICA DE MATERIALES. Gere. Thomson. 2002.
MECANICA DE MATERIALES. Bedford, Liechti. Prentice Hall. 2002.
Introducción al Análisis Estructural con Matrices. Kardestuncer.
Aircraft Structures. Peery D., Azar, A. Mc Graw Hill. 2da Edición. 1972.
ANALYSIS & DESIGN OF FLIGHT VEHICLES STRUCTURES. Bruhn E. Tresttate Offset
Company. 1965.
DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD CURRICULAR
Actividades que desarrollará el docente:
• Dictar las clases teóricas, prácticas y de laboratorios.
• Atender al alumno ante consultas propias de la asignatura, como las de relación docente-alumno.
• Fomentar el estudio independiente.
• Preparar clases teóricas y/o prácticas.
• Preparar y organizar las clases de laboratorio donde corresponda.
• Preparar evaluaciones y actividades de seguimiento del alumno.
• Confeccionar, revisar y actualizar el programa de la asignatura a su cargo.
• Confeccionar, revisar y actualizar las guías de laboratorios y/o prácticos.
• Revisar y actualizar la bibliografía y material didáctico.
• Cumplir además con toda otra función que surja de su tarea para garantizar el correcto desarrollo de
la carrera.
Actividades que desarrollará el alumno:
• Asistir a clases teóricas, prácticas y laboratorios.
• Realizar consultas.
• Realizar los trabajos prácticos de aula que sean requeridos.
• Realizar experiencias de laboratorio.
• Confeccionar los informes exigidos
METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA
Las clases teóricas serán realizadas mediante exposición dialogada y las dudas se evacuaran mediante
debates colectivos y clases de consultas particulares o grupales prefijadas.
Las clases prácticas serán realizadas mediante la resolución de problemas en forma individual y grupal.
Los problemas de mayor dificultas serán desarrollados en clases, las dudas se evacuaran mediante
debates colectivos y clases de consultas particulares o grupales prefijadas.
Para complementar los conocimientos aportados se realizaran trabajos de laboratorio donde se pretende
que se reconozca la terminología y distintos conceptos aplicados, en los mismos se trabajará en grupo
presentando los informes respectivos.
CRITERIOS Y FORMAS DE EVALUACIÓN
Las formas de evaluación son las siguientes:
El examen parcial es escrito y de carácter práctico, involucrando la resolución de ejercicios y
problemas.
El examen final de la materia se compone de dos partes, la primera parte escrita práctica que
involucra la resolución de problemas. La segunda parte es oral y está supeditada a aprobar la parte
escrita previa.
La parte práctica de todo examen es de tipo “a libro abierto”, esto comprende sólo a libros de texto y
apuntes teóricos de clase personales, excluyendo la carpeta de prácticos de aula.
La nota mínima de 4 puntos se logra acreditando un porcentaje de realización de los objetivos de la
evaluación entre 50 y 60 %, establecido previamente a criterio del docente para una evaluación
concreta.
Regularizada la asignatura y aprobado el examen final, la nota final será comprendida en un 20% cada
parcial, 10% carpeta aprobada de trabajos prácticos y laboratorios y 50% examen final.
Los exámenes escritos, tanto parciales como finales, quedan archivados en la Facultad de Ingeniería y
el alumno tiene derecho a acceder a ellos y a consultar con el docente la corrección correspondiente.

Estructuras Aeronáuticas II - Instituto Universitario Aeronáutico

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