29821 - Strenght of Materials

Syllabus Information

2021/22
Subject:
29821 - Strenght of Materials
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
326 - Escuela Universitaria Politécnica de Teruel
Degree:
440 - Bachelor's Degree in Electronic and Automatic Engineering
444 - Bachelor's Degree in Electronic and Automatic Engineering
ECTS:
6.0
Year:
3
Semester:
First semester
Subject Type:
Compulsory
Module:
---

1.1. Aims of the course

The aim of this course is to provide basic knowledge in mechanics of materials so that the students can solve real engineering problems and design engineering systems. This is achieved through the following objectives:

Course Objectives:

1. To provide the basic concepts and principles of strength of materials.

2. To give an ability to calculate stresses and deformations of objects under external loadings.

3. To give an ability to apply the knowledge of strength of materials on engineering applications and design problems.

Sustainable Development Goals (SDGs)

Students will be able to design systems, components or processes that meet desired needs, such as economic, environmental, social, political, ethical, health and safety, manufacturability and sustainability

1.2. Context and importance of this course in the degree

The course builds upon previous courses in mathematics, physics and mechanics to assist the student in understanding the

stresses and forces involved in materials used in engineering designs.

This required course constitutes a transition from fundamental math and science topics to specific applications within the context    of structural mechanics and engineering. It provides the foundation for advanced design and structural analysis courses.

1.3. Recommendations to take this course

A basic understanding of mathematics, solid rigid mechanics and thermodinamics is required. Specifically:

• Calculus: Concept of derivative and integration. Their calculations.
• Algebra: Matrix calculation.
• Solid rigid mechanics: Specifically, static mechanics. Equilibrium equations.
• Thermodinamics: Concepts of temperature, heat and conduction.

2.1. Competences

Students who successfully complete this course will have demonstrated an ability in the field of structural design to identify, formulate and solve engineering problems and to use the techniques, skills and modern engineering tools necessary for engineering practice.

2.2. Learning goals

In order to succesfully complete this course, students have to demonstrate an ability to:

1. Understand the concepts of stress and strain at a point as well as the stress-strain relationships for homogenous, isotropic materials.

2. Calculate the stresses and strains in axially-loaded members, circular torsion members, and members subject to flexural loadings.

4. Determine and illustrate principal stresses, maximum shearing stress, and the stresses acting on a structural member.

5. Determine the deflections and rotations produced by the three fundamental types of loads: axial, torsional, and flexural.

6. Analyse slender, long columns subjected to axial loads.

2.3. Importance of learning goals

The knowledge here gained is necessary to solve structural mechanics problems in Robotics.

3. Assessment (1st and 2nd call)

Students can choose between a continuous and a global assessment.

CONTINUOUS ASSESSMENT (weigh of the final score for Zaragoza and Teruel Polytechnics, respectively):

• Partial exam (20%, 15%)
• Computer lab sessions (15%, 10%)
• Final exam (50%, 60%)

GLOBAL ASSESSMENT (same percentages for all):

• Global exam (85%)
• Lab sessions exam (15%)

4.1. Methodological overview

The teaching methodology is structured in four levels:

- Theory sessions where the main subject contents are presented and discussed

- Practice sessions where practical applications of the theoretical concepts are developed and solved

- Computer lab sessions where the theoretical concepts are applied

- Development of a practical task based on a real application

There will be the following activities

ON-SITE WORK: 2,4 ECTS (60 hours)

• Theory sessions (T1). They constitute the central teaching core. In them, the scientific body contained in the syllabus is developed and examples of applications are presented.
• Practice sessions (T2). Practice sessions complement the theory ones by allowing the student to apply the theoretical concepts to the resolution of practical problems. These sessions can also be used to develop skills such as the application of empirical formulas of specific use, the use of tables, etc.
• Computer lab sessions (T3). The aim is to familiarise students with another of the basic tools of the subject, such as calculus and numerical simulation. The fundamental objective of these sessions is for the student to be able to interpret the results obtained by means of the computer, being able to discern if these are suitable or not.

INDIVIDUAL WORK: 3,6 ECTS (90 hours)

• Development of a practical task (T6). It aims to develop the formula of project-based learning to reinforce the rest of the teaching activities and, together with laboratory and computation sessions, allow the student to acquire teamwork skills.
• Autonomous work and study (T7). The student's autonomous work of the theoretical part and problem solving.  The student's continuous work will be encouraged by the homogeneous distribution of the various learning activities throughout the course.  Tutorials are included here, such as direct attention to the student, identification of learning problems, orientation in the subject, support to exercises and work.
• Assessments (T8). In addition to the grading function, assessment is also a learning tool with which the student checks the degree of understanding and assimilation achieved.

4.3. Syllabus

The course will address different topics, including concepts such as:

- Introduction to Elasticity. Stresses and strains.
- Introduction to Strength of Materials.
- Shear and Bending-Moment Diagrams.
- Shear and bending of beams.
- Compound bending.
- Torsion.
- Determinate and indeterminate structural problems.
- Buckling of struts

4.4. Course planning and calendar

The course calendar is defined by the University of Zaragoza. Further information concerning the timetable, classroom, office hours, assessment dates and other details regarding this course will be provided on the first day of class or please refer to the EINA website (http://eina.unizar.es) and EUPT website (https://eupt.unizar.es/).

In addition, a detailed schedule of activities (computer lab sesión, deadlines, …) will be available on the website of this course (http://moodle.unizar.es/).

The practical task should be presented before the exam. The deadline is fixed by the corresponding professor.

Every professor fixes their office hours.

29821 - Resistencia de materiales

Información del Plan Docente

2021/22
Asignatura:
29821 - Resistencia de materiales
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
326 - Escuela Universitaria Politécnica de Teruel
Titulación:
Créditos:
6.0
Curso:
3
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

El objetivo de la asignatura es capacitar al alumno para analizar y diseñar el sólido deformable más sencillo y también más habitual, el elemento barra. Es a este tipo de elemento al que pueden reducirse muchos de los elementos que constituyen la mayor parte de las estructuras así como innumerables elementos de máquinas.

Se presentan además algunos conceptos de elasticidad plana y tridimensional que permiten el estudio de elementos más complejos. La asignatura abarca tanto los fundamentos de la Resistencia de Materiales como sus aspectos más aplicados.

La realización de sesiones de prácticas permite comprobar la validez de las hipótesis básicas y las distintas simplificaciones propuestas a lo largo de la exposición teórica de los distintos conceptos desarrollados. En esta misma línea se encuentran las clases de problemas, que permiten la aplicación de la teoría y la continuación en la comprensión y asimilación de los conceptos tratados a lo largo del curso.

Las diferentes actividades que se proponen durante el desarrollo de esta asignatura (prácticas, trabajos y clases de problemas) no sólo buscan la asimilación de los distintos conceptos expuestos a lo largo del curso, sino que también pretenden la potenciación del razonamiento, síntesis, resolución y posterior análisis de los resultados de diferentes problemas.

Estos planteamientos y objetivos están alineados con algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) y determinadas metas concretas, de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia al estudiante para contribuir en cierta medida a su logro:

Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructuras

• Meta 9.1 Desarrollar infraestructuras fiables, sostenibles, resilientes y de calidad, incluidas infraestructuras regionales y transfronterizas, para apoyar el desarrollo económico y el bienestar humano, haciendo especial hincapié en el acceso asequible y equitativo para todos.
• Meta 9.4 De aquí a 2030, modernizar la infraestructura y reconvertir las industrias para que sean sostenibles, utilizando los recursos con mayor eficacia y promoviendo la adopción de tecnologías y procesos industriales limpios y ambientalmente racionales, y logrando que todos los países tomen medidas de acuerdo con sus capacidades respectivas.

En esta línea de desarrollo sostenible, en las diferentes actividades de la asignatura (clases de teoría y problemas, prácticas computacionales y trabajo de asignatura) se hace hincapié en el ahorro de material, esto es, diseñar estructuralmente utilizando la menor cantidad de material posible.

Por ello, en algunos de los problemas que se desarrollan en clase, así como en el trabajo de asignatura y en algún problema de examen se pide realizar el diseño de un elemento estructural, para lo cual se debe buscar el material adecuado, empleando la mínima cantidad del mismo, o bien el perfil adecuado, con el fin de aprovechar de la forma más eficiente posible los recursos del planeta.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura de Resistencia de Materiales aplica y desarrolla algunos conceptos presentados en asignaturas de semestres anteriores como Física I o Mecánica, utilizando muchas de las herramientas proporcionadas por Matemáticas I, II y III y presenta conceptos nuevos como tensión, deformación, comportamiento, rigidez y resistencia. El correcto uso y aplicación de estos en el diseño resistente de componentes estructurales constituyen la formación industrial básica del estudiante.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

El estudiante necesita una serie de conocimientos previos que le permitirán un correcto aprendizaje de la asignatura. Sobre todo, son necesarios una buena base de matemáticas y de mecánica del sólido rígido, así como algún conocimiento de termodinámica. De manera específica deben dominarse los siguientes conceptos:

• Cálculo: Concepto de derivada y cálculo de derivadas. Concepto de integral simple y múltiple, cambio de variable y cálculo de integrales.
• Álgebra: Espacio vectorial, dimensión, base y fundamentos de cálculo matricial.
• Mecánica del sólido rígido, en particular, estática. Concepto y cálculo de resultantes de fuerzas y momentos. Diagramas de sólido libre y establecimiento de ecuaciones de equilibrio. Cálculo de centros de gravedad de áreas, volúmenes y momentos estáticos respecto de ejes cartesianos.
• Termodinámica: Concepto de temperatura, calor y conducción.

El seguimiento continuo de la asignatura, tanto en sus clases de teoría y problemas como en las de prácticas, es esencial, así como el estudio personal y la elaboración de los trabajos de la asignatura.

2.1. Competencias

Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.

Conocimiento y utilización de los principios de la Resistencia Materiales.

Capacidad para resolver problemas y tomar decisiones con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico.

Capacidad para usar las técnicas, habilidades y herramientas de la Ingeniería necesarias para la práctica de la misma.

Capacidad de gestión de la información, manejo y aplicación de las especificaciones técnicas y la legislación necesarias para la práctica de la Ingeniería.

Capacidad para aprender de forma continuada y desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo.

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

Comprende los conceptos de tensión y deformación y sabe relacionarlos mediante las ecuaciones de comportamiento, para resolver problemas de sólidos elásticos tridimensionales simples.

Sabe calcular y representar diagramas de esfuerzos en barras y estructuras simples.

Sabe resolver problemas de torsión en ejes y estructuras tridimensionales simples.

Sabe resolver problemas de flexión compuesta en vigas y estructuras simples.

Comprende los conceptos de agotamiento por plastificación y rotura y sabe aplicar correctamente los criterios de plastificación más habituales.

Comprende el fenómeno del pandeo de barras y sabe resolver problemas de pandeo de barras aisladas.

Sabe distinguir entre problemas isostáticos e hiperestáticos y conoce diferentes estrategias de resolución de estos últimos.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Los resultados de aprendizaje están ideados para proporcionar al estudiante los conocimientos básicos y las herramientas necesarias para poder abordar problemas relacionados con la mecánica estructural, como los que puedan presentarse en el ámbito de la Ingeniería Electrónica y Automática.

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluación

EN LA EINA (ZARAGOZA):

EVALUACIÓN CONTINUA

Para llevar a cabo la evaluación continuada del estudiante se plantean las siguientes pruebas que se desarrollarán durante el período docente:

Trabajo de asignatura (Ponderación: 15 %)

• Se diseñará una estructura o sistema mecánico, o se comprobará uno preexistente.
• Se fijarán fechas para las revisiones parciales y la entrega definitiva, antes de la convocatoria oficial de examen.
• Su evaluación se basará en el informe escrito presentado.
• Nota mínima para promediar con el resto de las pruebas: puntos

Prueba de evaluación parcial (Ponderación: 20%)

• Hacia la mitad de la asignatura se realizará una prueba escrita de evaluación de los conceptos expuestos hasta ese momento.
• Su duración será fijada previamente por el profesor de la asignatura
• Nota mínima para promediar con el resto de las pruebas: 4.5 puntos

Prácticas (Ponderación: 15%)

• Se realizarán sesiones de prácticas de ordenador en grupos de menos de veinte alumnos.
• Se realizarán cuestionarios de evaluación sobre el trabajo previo a realizar en las sesiones prácticas.
• Los resultados de la práctica se entregarán al finalizar la misma.
• Nota mínima para promediar con el resto de las pruebas: 4 puntos

Examen (Ponderación: 50%)

• Examen final en el que se evaluará el contenido completo de la asignatura.
• Constará de una parte teórica y otra práctica (ejercicios).
• Tendrá una duración estimada de tres horas.
• Nota mínima para promediar con el resto de las pruebas: 4.5 puntos.

EVALUACIÓN GLOBAL

Para permitir una evaluación global de la asignatura, se plantean las siguientes pruebas a desarrollar en el período oficial de exámenes:

Examen (Ponderación: 85%)

• Examen final en el que se evaluará el contenido completo de la asignatura.
• Constará de una parte teórica y otra práctica (ejercicios).
• Tendrá una duración estimada de tres horas.
• Nota mínima para promediar con el resto de las pruebas: 4.5 puntos.

Examen de Prácticas (Ponderación: 15%)

• Constará de diferentes preguntas relacionadas con las prácticas efectuadas a lo largo del curso.
• Tendrá una duración estimada de dos horas.
• Se convocará con antelación a la fecha de convocatoria oficial.
• Nota mínima para promediar con el resto de las pruebas: 4 puntos
• Si el alumno ha realizado de forma satisfactoria las prácticas en las sesiones regladas, quedará exento de realizar este examen de prácticas en la prueba de evaluación global.

EN LA EUPT (TERUEL):

EVALUACIÓN CONTINUA

Para llevar a cabo la evaluación continuada del estudiante se plantean las siguientes pruebas que se desarrollarán durante el período docente:

Trabajo de asignatura (Ponderación: 15 %)

• Se diseñará una estructura o sistema mecánico, o se comprobará uno preexistente.
• Se fijarán fechas para las revisiones parciales y la entrega definitiva, antes de la convocatoria oficial de examen.
• Su evaluación se basará en el informe escrito presentado.

Prueba de evaluación parcial (Ponderación: 15 %)

• Hacia la mitad de la asignatura se realizará una prueba escrita de evaluación de los conceptos expuestos hasta ese momento.
• Su duración será fijada previamente por el profesor de la asignatura.

Prácticas (Ponderación: 10%)

• Se realizarán sesiones de prácticas de ordenador en grupos de menos de veinte alumnos.
• Se realizarán cuestionarios de evaluación sobre el trabajo previo a realizar en las sesiones prácticas y cuestionarios a posteriori sobre la actividad desarrollada en las mismas.

Examen (Ponderación: 60%)

• Examen final en el que se evaluará el contenido completo de la asignatura.
• Constará de una parte teórica y otra práctica (ejercicios).
• Tendrá una duración estimada de tres horas.
• Nota mínima para promediar con el resto de las pruebas: 4.5 puntos.

EVALUACIÓN GLOBAL

Para permitir una evaluación global de la asignatura, se plantean las siguientes pruebas a desarrollar en el período oficial de exámenes:

Examen (Ponderación: 85 %)

• Examen final en el que se evaluará el contenido completo de la asignatura.
• Constará de una parte teórica y otra práctica (ejercicios).
• Tendrá una duración estimada de tres horas.
• Nota mínima para promediar con el resto de las pruebas: 4.5 puntos.

Examen de Prácticas (Ponderación: 15 %)

• Constará de diferentes preguntas relacionadas con las prácticas efectuadas a lo largo del curso.
• Tendrá una duración estimada de dos horas.
• Se convocará con antelación a la fecha de convocatoria oficial.
• Si el alumno ha realizado de forma satisfactoria las prácticas en las sesiones regladas, quedará exento de realizar este examen de prácticas en la prueba de evaluación global.

4.1. Presentación metodológica general

Se plantean de forma general cuatro grandes bloques en la asignatura:

• En las clases de teoría se expondrán las bases teóricas de la Resistencia de Materiales.
• En las clases de problemas se desarrollarán aplicaciones prácticas de los conceptos mostrados con la participación de los estudiantes.
• Se desarrollarán prácticas en grupos reducidos, donde el estudiante comprobará y aplicará los conocimientos adquiridos.
• Asimismo se plantea un trabajo de asignatura que muestre una perspectiva global de la asignatura y fomente el trabajo en equipo.

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

TRABAJO PRESENCIAL: 2,4 ECTS (60 horas)

• Clases Teóricas (T1). Constituyen el núcleo docente central. En ellas, se desarrolla el cuerpo científico contenido en el programa y se presentan ejemplos de su aplicación. La técnica que se sigue en estas clases es fundamentalmente expositiva.
• Clases Prácticas de Problemas (T2). Las clases de problemas complementan a las teóricas permitiendo al estudiante la aplicación de los conceptos a la resolución de problemas prácticos. Estas clases también pueden emplearse para desarrollar competencias tales como la aplicación de fórmulas empíricas de uso específico, el uso de tablas, etc.
• Prácticas de Laboratorio/Ordenador (T3). Se pretende de esta forma familiarizar a los alumnos con otra de las herramientas básicas de la asignatura como es el cálculo y la simulación numérica. El objetivo fundamental de estas prácticas es que el alumno sea capaz de interpretar los resultados obtenidos mediante el ordenador, pudiendo discernir si éstos son adecuados o no.

TRABAJO NO PRESENCIAL: 3,6 ECTS (90 horas)

• Trabajo de Asignatura (T6). Pretende desarrollar la fórmula de aprendizaje basado en proyectos para reforzar el resto de actividades docentes y, junto con las prácticas de laboratorio y simulación, permitir que el estudiante adquiera competencias de trabajo en equipo.
• Estudio (tipo T7). Estudio personal del estudiante de la parte teórica y realización de problemas.  Se fomentará el trabajo continuo del estudiante mediante la distribución homogénea a lo largo del curso de las diversas actividades de aprendizaje.  Se incluyen aquí las tutorías, como atención directa al estudiante, identificación de problemas de aprendizaje, orientación en la asignatura, atención a ejercicios y trabajos
• Pruebas de evaluación (tipo T8)Además de la función calificadora, la evaluación también es una herramienta de aprendizaje con la que el alumno comprueba el grado de comprensión y asimilación alcanzado.

4.3. Programa

PROGRAMA DE LA ASIGNATURA

El programa de asignatura comprende diferentes temas, que abarcan conceptos como:

• Introducción a la Elasticidad. Tensiones y deformaciones.
• Introducción a la Resistencia de Materiales.
• Diagramas de esfuerzos.
• Barras sometidas a esfuerzos de tracción-compresión.
• Barras sometidas a esfuerzos de flexión y cortante.
• Barras sometidas a esfuerzos de torsión.
• Análisis de problemas isostáticos e hiperestáticos.
• Pandeo.

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Las clases magistrales, de problemas y las sesiones de prácticas se imparten según el calendario y los horarios establecidos por la Escuela, que son publicados con anterioridad a la fecha de comienzo del curso.

Las fechas de inicio y finalización de la asignatura, las horas concretas de impartición y las fechas de los exámenes de las dos convocatorias oficiales se podrán consultar en la página web del Centro (Escuela de Ingeniería y Arquitectura: http://eina.unizar.es/ y Escuela Universitaria Politécnica de Teruel: https://eupt.unizar.es/).

Por otra parte, desde el inicio del cuatrimestre los alumnos dispondrán del calendario detallado de actividades (prácticas de laboratorio y de ordenador, plazos de entrega, etc.) al que se podrá acceder en la página web de la asignatura en http://moodle.unizar.es/.

El trabajo de asignatura deberá entregarse antes de la fecha del examen de la convocatoria correspondiente.

Cada profesor informará de su horario de atención de tutorías.