Universidad de Jaén

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El Grado en Ingeniería Mecánica de la Universidad de Jaén tiene por objeto ofertar un plan de estudios de calidad y atractivo a los intereses profesionales y formativos de los estudiantes. Los principales conocimientos y destrezas que los alumnos deben poseer al finalizar sus estudios se refieren tanto al ámbito del conocimiento, como a la capacidad para plantear y resolver problemas típicos de ingeniería, a la capacidad de análisis y síntesis, y al razonamiento crítico, todo ello apoyado por una sólida formación en ciencias básicas. Esto se pone de manifiesto a través de los objetivos generales del título, que a modo de resumen son los que se detallan a continuación:

Proporcionar conocimientos técnicos que permitan formar profesionales capaces de planificar, proyectar, dirigir, ejecutar y gestionar todas las actividades relacionadas con la Ingeniería Mecánica de acuerdo con las atribuciones profesionales que la ley 12/1986 atribuye al Ingeniero Técnico Industrial Especialidad Mecánica.

Proporcionar conocimientos básicos que posibiliten una formación amplia en materias básicas y tecnológicas, que capaciten a los estudiantes para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías.

Proporcionar conocimientos transversales con los que fomentar el manejo y aplicación de las tecnologías de la información y la comunicación, así como los principios básicos de la administración y dirección de empresas.

Fomentar actitudes profesionales, entre las que cabría de destacar el espíritu innovador y emprendedor, la responsabilidad, o el respeto, así como transmitir las bases para el aprendizaje autónomo y el aprendizaje a lo largo de la vida.

Capacitar a los estudiantes para la resolución de problemas, la toma decisiones con creatividad y razonamiento crítico, el trabajo en equipo o la innovación en el ámbito de la Ingeniería.

De acuerdo con lo establecido en la memoria para el Grado en Ingeniería Mecánica de la Universidad de Jaén, y en consonancia con la Orden CIN351/2009,  la asignatura Diseño de Máquinas se desarrolla a través de la competencia 'Conocimientos y capacidades para el cálculo, diseño y ensayo de máquinas'. Adicionalmente, incluye otras competencias de carácter transversal como son la 'Capacidad para la gestión de la información, manejo y aplicación de las especificaciones técnicas y la legislación necesaria para la práctica de la ingeniería', y la 'Capacidad para aplicar nuevas tecnologías incluidas las tecnologías de la información y la comunicación'. En todos los casos la adquisición de estas competencias de llevará a cabo conforme a lo establecido en los Descriptores de Dublín.

La ubicación temporal de la asignatura Diseño de Máquinas en el plan de estudios (precedida las asignaturas Mecánica de Máquinas, Ciencia e Ingeniería de Materiales, Elasticidad y Resistencia de Materiales, Elasticidad y Resistencia de Materiales II y Cinemática y Dinámica de Máquinas), así como carácter obligatorio de la misma, como parte del módulo de Tecnología Específica del Grado en Ingeniería Mecánica, permite plantear como objetivo principal de la asignatura el Proporcionar al alumno los conocimientos sobre el comportamiento mecánico de los elementos resistentes que le hagan posible evaluar y prevenir, con precisión admisible, la posibilidad de fallo en elementos de estructuras y máquinas. Especialmente en aquellos casos en los que el modo de fallo difiere del comportamiento típicamente dúctil. Este objetivo general permite introducir al alumno en el extenso campo del Diseño y Cálculo Mecánico de Componentes de Máquinas, proporcionándole conocimientos indispensables para el ejercicio de la profesión regulada a la que da acceso el Grado en Ingeniería Mecánica.

No obstante la docencia de la asignatura permite desarrollar otros objetivos complementarios como son:

• Establecer las relaciones fundamentales entre las cargas que actúan sobre en un elemento y las tensiones que aparecen en el mismo.
• Presentar las propiedades mecánicas de los distintos materiales empleados en el diseño y construcción elementos de máquinas.
• Estudiar los procedimientos de cálculo de resistencias, estáticas y cíclicas, en función de las características de la carga y del material.
• Conocer las teorías de fallo para estados complejos de tensiones, así como evaluar de condiciones de progresión de una grieta.
• Conocer el concepto y el método de evaluación de elementos mecánicos sometidos a cargas cíclicas.
• Conocer las reglas básicas a seguir para el diseño y selección de elementos de máquinas.

Los criterios de permanencia, así como las normas de matricula son fijados por la propia universidad, siendo ésta la competente para establecer los requisitos de permanencia en la misma. En el vigente plan de estudios no se establecen requisitos previos para cursar ninguna de las asignaturas ofertadas.

Sin embargo, en el caso particular de la asignatura Diseño de Máquinas, es especialmente conveniente que alumno haya cursado y superado las asignaturas obligatorias previas Mecánica de Máquinas (2º curso, 1 ^er semestre), Ciencia e Ingeniería de los Materiales (2º curso, 1 ^er semestre), Elasticidad y Resistencia de Materiales (2º curso, 2º semestre). 

Adicionalmente tambien se recomienda haber cursado Elasticidad y Resistencia de Materiales II (3 ^er  curso, 1 ^er semestre) y Cinemática y Dinámica de Máquinas (3 ^er  curso, 1 ^er semestre).

El alumnado que presente necesidades específicas de apoyo educativo, lo ha de notificar personalmente al Servicio de Atención y Ayudas al Estudiante para proceder a realizar, en su caso, la adaptación curricular correspondiente.

• Introducción al diseño de máquinas
• Criterios de diseño en elementos de máquinas
• Análisis y cálculo de elementos mecánicos sometidos a cargas.
• Análisis y cálculo de elementos mecánicos sometidos a fluctuantes.
• Cálculo básico de elementos de unión, transmisión, sustentación y conversión en máquinas.
  
  

Bloque temático I. Fundamentos del diseño de máquinas

Tema 1. Introducción al diseño

1.1 Diseño en ingeniería

1.1.1 Fases del proceso de diseño

1.1.2 Consideraciones de diseño

1.2 Consideraciones de esfuerzo, resistencia y factor de seguridad

1.3 Confiabilidad. Seguridad y fiabilidad

1.4 Factores económicos en el diseño

1.5 Sistemas de unidades

 

Tema 2. Materiales para la construcción de máquinas

2.1 Propiedades mecánicas de los materiales

2.1.1  Ensayo de tracción. Resistencia estática

2.1.2. Elasticidad y plasticidad

2.1.3    Dureza

2.1.4    Fragilidad y ductilidad

2.1.5    Efecto de la temperatura

2.1.6    Sensibilidad a la entalla

2.2 Materiales más comúnmente empleados para la construcción de

       máquinas

2.2.1 Fundición

2.2.2 Acero. Tratamientos térmicos. Trabajo en frío

2.2.3 Aceros aleados e inoxidables

2.2.4 Materiales ligeros

2.2.5 Otros materiales

 

Tema 3. Análisis de tensiones y deformaciones

3.1 Esfuerzo y deformación

3.1.1 Tensión y deformación axial. Ley de Hooke

3.1.2 Deformación unitaria cortante

3.1.3 Estados de esfuerzo multiaxial. Ley de Hooke generalizada

3.2 Transformaciones de esfuerzos

3.2.1 Círculo de Mohr para un estado de esfuerzo plano

3.2.2 Aplicación del círculo de Mohr al análisis tridimensional de  

         esfuerzos

3.3 Flexión y torsión

3.3.1 Teoría general de la flexión. Momento flector y tensión normal

3.3.2 Flexión en vigas. Esfuerzo cortante en vigas

3.3.3 Teoría general de la torsión. Momento torsor y tensión cortante

3.4 Tensión en elementos de máquinas

3.4.1 Concentración de esfuerzo

3.4.2 Flexión en vigas curvas

3.4.3 Tensiones en ajustes forzados y anillos rotatorios

3.4.4 Tensiones de contacto

3.5 Deformación en elementos de máquinas

3.5.1 Deformación por carga axial, torsión y flexión

3.5.2 Método del momento de áreas

3.5.3 Energía de deformación

3.5.4 Teorema de Castigliano

3.5.5 Capacidad para la absorción de energía

3.6 Elementos sometidos a compresión

3.6.1 Elementos sometidos a compresión. Columnas y puntales

3.6.2 Elementos cortos sometidos a compresión centrada y

         excéntrica

3.6.3 Elementos esbeltos sometidos a compresión centrada

3.6.4 Elementos esbeltos sometidos a compresión excéntrica

 

Bloque temático II. Condiciones de fallo en elementos resistentes

 Tema 4. Consideraciones estáticas en el diseño de mecánico

4.1 Diseño por resistencia estática

4.1.1 Concentración de esfuerzo ante solicitaciones estáticas

4.1.2 Criterios de fallo estático

4.1.3 Fallo en materiales dúctiles y frágiles. Sensibilidad a la entalla

4.2 Fractura estática

4.2.1 Fractura dúctil y fractura frágil

4.2.2 Factor de intensificación de esfuerzo. Tenacidad a la fractura

4.2.3 Modos de fractura

 

Tema 5. Consideraciones dinámicas en el diseño mecánico

5.1 Diseño por resistencia a la fatiga frente a cargas alternantes

5.1.1 Diagrama S-N. Resistencia a la fatiga y límite de fatiga

5.1.2 Corrección del límite de fatiga. Factores de Marin

5.2 Diseño por resistencia a fatiga mediante cargas fluctuantes

5.2.1 Influencia de la tensión media. Teorías de fallo por fatiga

5.2.2 Tensión alternante equivalente

5.2.3 Línea de carga. Factores de seguridad

5.2.4 Cargas combinadas fluctuantes. Caso de materiales frágiles

5.2.5 Fatiga superficial

5.3 Daño acumulado por fatiga

5.3.1 Diagrama S-N para materiales dañados. Reglas de Miner y

         Manson

5.3.2 Daño producido por estados de carga con tensión media

5.3.3 Corrección del límite de fatiga de materiales dañados. Factor de

         deterioro

5.3.4 Propagación de grietas bajo cargas cíclicas

 

Bloque temático III. Diseño de elementos de máquinas

Tema 6. Ejes de transmisión

6.1 Diseño de ejes de transmisión

6.1.1 Estados de carga en ejes de transmisión

6.1.2 Análisis por resistencia estática

6.1.2 Análisis por resistencia a la fatiga

6.2 Velocidades críticas en ejes

6.2.1 Concepto de velocidad crítica

6.2.2 Cálculo de las velocidades críticas

6.2.3 Influencia de la excentricidad en la resistencia del eje

 

Tema 7. Resortes mecánicos

7.1 Muelles helicoidales

7.1.1 Tensiones y deformaciones en resortes helicoidales

7.1.2 Resortes helicoidales a tracción

7.1.3 Resortes helicoidales a compresión

7.1.4 Estabilidad a pandeo

7.1.5 Frecuencia crítica

7.1.6 Cargas a fatiga

7.1.7 Resortes helicoidales a torsión

7.2  Otras tipologías de resortes

 

Tema 8. Cojinetes de rodadura

8.1 Rodamientos

8.1.1 Tipos de rodamientos

8.1.2 Duración y fiabilidad

8.1.2 Carga en rodamientos

8.2 Selección de rodamientos

8.2.1 Selección de rodamientos de bolas

8.2.2 Selección de rodamientos de rodillos cilíndricos

8.2.3 Selección de rodamientos de de rodillos cónicos

 

Tema 9. Uniones

9.1 Uniones atornilladas

9.1.1 Rigidez del perno y de los elementos sujetados

9.1.2 Resistencia del perno

9.1.3 Reparto de carga externa

9.1.4 Momento de torsión de apriete

9.1.5 Factores de seguridad a cargas estáticas

9.1.6 Juntas con empaquetadura

9.1.7 Cargas de fatiga

9.2 Grupos de pernos y remaches

9.2.1 Centroides

9.2.2 Proceso de cálculo para el caso de cargas excéntricas

9.2.3 Tornillos de fijación a presión

9.2.4 Cuñas y pasadores

 

Tema 10. Engranajes

10.1 Descripción general

10.1.1 Nomenclatura

10.1.2 Análisis de fuerzas en engranajes rectos

10.1.3 Análisis de fuerzas en engranajes cónicos

10.1.4 Análisis de fuerzas en engranajes helicoidales

10.1.5 Análisis de fuerzas en engranajes sin fin

10.2 Engranajes rectos y helicoidales

10.2.1 Fórmula de Lewis

10.2.2 Durabilidad de la superficie

10.3.1 Fórmula de la tensión según AGMA

10.3.2 Fórmula de la resistencia según AGMA

10.3.3 Factores diversos