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Apfincur2010

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Apfincur2010

  1. 1. CIERRE DEL CURSO DISEÑO MECÁNICO I Julio Vergara Aimone ICM 2312
  2. 2. OBJETIVOS  Como lo señala el Syllabus, es el 1er curso de una serie, en el área de Diseño Mecánico, que apunta a la selección y dimensionamiento de componentes mecánicos que se integran e in- teroperan en sistemas mayores.  Han adquirido conocimientos sobre métodos y procedimientos de análisis y cálculo. Conocen las limitaciones que imponen los materiales y geometrías. Han observado de varios casos en que la confianza, la arrogancia o la ignorancia han superado a la madurez, sensatez y robus- tez en la disciplina. Están aplicando la metodo- logía de diseño a un ejercicio práctico simple. J.Vergara ICM2312
  3. 3. COMPETENCIAS (ABET)  Definir diseño y diseño mecánico, conocer las exigencias y limitaciones.  Conocer los fundamentos del diseño mecánico aplicados a elementos de máquinas.  Comprender el comportamiento mecánico de los materiales estructurales en sus ambientes.  Conocer los criterios de falla que inciden en el diseño mecánico.  Trabajar en equipo en el desarrollo de un pro- yecto aplicado de diseño mecánico. J.Vergara ICM2312
  4. 4. CONTENIDOS PRINCIPALES  Cap. 1) Diseño. D C R E  Cap. 2) Materiales. D C R E  Cap. 3) Esfuerzos y deformaciones. D C R E  Cap. 4) Elementos mecánicos. D C R E  Cap. 5) Transmisión. D C R E  Cap. 6) Uniones. D C R E  Cap. 7) Casos (paralelo). D C R E  Cap. 8) Visita técnica. D C R E  Cap. 9) Proyecto (paralelo). D C R E D (descriptivo); C (conceptual); R (reflexivo); E (ejercicio) J.Vergara ICM2312
  5. 5. CONTENIDOS PRINCIPALES D C R E  Capítulo 1) Diseño: definiciones, introducción al diseño en ingeniería mecánica, el proceso, su contexto actual y los problemas típicos. 220 Determinación de Necesidades 200 MD Trayectoria A Trayectoria C 180 Trayectoria B Definición del Problema 160 140 Síntesis 120 100 Análisis y Optimización 80 60 Evaluación 40 A B C 20 Tiempo Presentación 0 2000 2004 2008 2012 2015 J.Vergara ICM2312
  6. 6. CONTENIDOS PRINCIPALES D C R E  Capítulo 2) Materiales: los usados en ingeniería mecánica, clásicos y avanzados. Propiedades y selección. Modos de falla. Fractura y fatiga. 1800 °C 1600 10-1 10-1 C·DK 1400 m I II (Paris) III 1200 1130°C 10-3 10-3 da 1000 dN m 800 723°C 10-5 10-5 600 400 DK MPa m 10-7 1 10-7 200 2·10 5·101 102 %C 0 0 1 2 3 4 5 6 7 J.Vergara ICM2312
  7. 7. CONTENIDOS PRINCIPALES D C R E  Capítulo 3) Esfuerzos y deformaciones: análisis teórico-práctico, herramientas de cálculo gráfico, modelos, aplicación de criterios de falla. tnt Z tMAX dZ Y X FZ ½(s1-s3) AY sX tYX tXY sY sZ g sP3 sP2 sP1 FY AX sn FX b tXZ a ½(s2-s3) ½(s1-s2) tYZ tZX tZY AZ ½(s2+s3) dA sZ ½(s1+s3) tZY ½(s1+s2) tZX A B jva C J.Vergara ICM2312
  8. 8. CONTENIDOS PRINCIPALES D C R E  Capítulo 4) Elementos mecánicos: fundamentos para el diseño de elementos mecánicos. Análisis de esfuerzo en cuerpos continuos y fracturados. 3 1.0 s3 s2 sy 1 2 s1 0.5 s2 s2 0.0 s1 0.5 s1 sy s3 -0.5 -1.0 J.Vergara ICM2312
  9. 9. CONTENIDOS PRINCIPALES D C R E  Capítulo 5) Transmisión: fundamentos, diseño y selección de elementos de transmisión, ejes, rodamientos, flechas, ajustes y tolerancias. J.Vergara ICM2312
  10. 10. CONTENIDOS PRINCIPALES D C R E  Capítulo 6) Uniones: dimensionamiento de las uniones apernadas, soldadas y otras. Teoría y casos prácticos de soldadura y sus materiales. 5 J.Vergara ICM2312
  11. 11. CONTENIDOS PRINCIPALES D C R E  Capítulo 7) Casos (paralelo): historias de diseño de ingeniería que muestran la responsabilidad profesional y personal del diseñador mecánico. J.Vergara ICM2312
  12. 12. CONTENIDOS PRINCIPALES D C R E  Capítulo 8) Visitas: dos plantas de fuerza que integren dispositivos y elementos mecánicos vistos en clases, de concepciones distintas. J.Vergara ICM2312
  13. 13. CONTENIDOS PRINCIPALES D C R E  Capítulo 9) Proyecto (paralelo): trabajo aplicado innovador que integre la mayoría de las materias de clases en una modalidad grupal. 0 1 2 3 4 5 Planeación Concepto Sistemas Detalle Pruebas Producción A B C D E J.Vergara ICM2312
  14. 14. BIBLIOGRAFÍA Y DATOS  NORTON, Robert. Diseño de Máquinas, Prentice Hall, 1999. J.Vergara ICM2312
  15. 15. BIBLIOGRAFÍA Y DATOS  SHIGLEY, Joseph E. y MISCHKE, Charles R. Diseño en Ingeniería Mecánica. 5a Ed., México, McGraw Hill, 1990. J.Vergara ICM2312
  16. 16. BIBLIOGRAFÍA Y DATOS OTROS (buenas referencias):  ASHBY, Michael. Engineering Materials I: An Introduction to their Properties and Applications, Pergamon Press, 1980.  COLLINS, Jack. Failure of Materials in Mechanical Design: Analysis, Prediction, Prevention, 2nd Ed., J. Wiley & Sons, 1981.  HERZBERG, Richard. Deformation and Fracture Mechanics of Engineering Materials, 2nd Ed., J. Wiley & Sons, 1983. J.Vergara ICM2312
  17. 17. BIBLIOGRAFÍA Y DATOS Mejor referencia de estudio:  La que hizo Ud. mismo. Francisco Claro ICM 2312 - 2010 J.Vergara ICM2312
  18. 18. EVALUACIÓN  Tres (3) evaluaciones individuales:  20%, cada una.  Complementaria para quienes logren I < 4.0.  Un (1) proyecto grupal de diseño mecánico:  25%, según guía (varias entregas).  Nota mínima: 4.0 (varios hitos).  Contribución a la clase:  10%, Controles de lectura y tareas.  05%, Participación, asistencia, puntualidad, contribuciones, visitas. J.Vergara ICM2312
  19. 19. EVALUACIÓN Tres (3) Interrogaciones individuales:  I1: capítulos 1 y 2  I2: capítulos 3 y 4  I3: capítulos 5 y 6 Recomendaciones iniciales: Para el estudio, siga el orden de este curso,  no la secuencia de cursos anteriores. Estudie “clase a clase”, no antes de la “I”,  ya que es fácil perder el hilo. Visite al profesor; al menos una vez.  J.Vergara ICM2312
  20. 20. EL PROYECTO Proyecto de Diseño Mecánico:  Diseño innovador, sustentable y creativo de un sistema de generación de energía eólica adosado a una barra con uniones apernadas.  Uso de materiales de descarte (conciencia ambiental). Habrá un leve aporte de dinero para algún dispositivo crítico.  Desempeño relativo acorde a mejor ajuste entre teoría y práctica. Máximo rendimiento generador con el menor peso. Cálculos. J.Vergara ICM2312
  21. 21. EL PROYECTO Sitio Proyecto de Diseño Mecánico: (soporte) En rojo: fijo, base de diseño En gris: variable, vuestro diseño C B Distancia Fase 1) Proceso de Diseño. Fase 2) Construcción. Fase 3a) Desempeño en A. dinamómetro Recurso Ajuste al diseño. Luz (ventilador) Materiales, peso, $, etc. A Fase 3b) Predicción de falla en B. Deflexión (aspas y barra). Inestabilidad en C, etc. Ejemplo J.Vergara ICM2312
  22. 22. EL PROYECTO Proyecto de Diseño Mecánico: Riesgo del Diseño: Se considerará el riesgo rela- tivo de diseño innovador vs el diseño dominante. Pero, todo diseño deberá funcionar  entregará potencia y resistirá las solicitaciones mecánicas. Incorporará una memoria de cálculo. J.Vergara ICM2312
  23. 23. EL PROYECTO Proyecto de Diseño Mecánico: Informe Final: documento integral del diseño, el historial del proyecto (misión, especificaciones, conceptos y modelo final. Resumen de informa- ción. Memoria de cálculos de los elementos me- cánicos, y otros antecedentes del proyecto. Video: En cada Blog se incluirá un video de 5 min que muestre su concepción, desarrollo y el funcionamiento del proyecto. J.Vergara ICM2312
  24. 24. VISITA TECNICA  Visita 2010: elementos y sistemas de ingeniería en una planta de potencia CODOG Gas Diesel. J.Vergara ICM2312
  25. 25. VISITA TECNICA  Visita 2010: elementos y sistemas de ingeniería en una planta CODLAG Diesel Eléctrica y Gas. J.Vergara ICM2312
  26. 26. PREGUNTAS FINALES  ¿De qué trató este curso? Su mirada.  ¿Cuáles cursos de prerequisito le sirvió más?  ¿Qué aporta a un Ingeniero Civil Mecánico?  ¿Qué aporta a un Ingeniero Civil Industrial?  ¿Cómo podría aprovecharlo más?  ¿Cuán importante es su asistencia a clases?  ¿Lecciones para un mejor desarrollo? J.Vergara ICM2312

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