Mecanica de mtaeriales

ANALES DE INGENIERÍA MECÁNICA 1
Revista de la Asociación Española de Ingeniería Mecánica



Realización de trabajos prácticos en Mecánica de Materiales: Aplicación al estudio del pandeo de una barra delgada


T. Beléndez, (1)C. Neipp, (1)A. Beléndez


Departamento de Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Miguel Hernández.Avda. Ferrocarril, s/n. 03202 Elche (Alicante). E-mail: t.beléndez@umh.es

(1)Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal.
Universidad de Alicante. Apartado 99. 03080 Alicante




Resumen
En este artículo se proporne la realización de proyectos prácticos integrados en la docencia
de la Mecánica de Materiales. Se presentaun proyecto de este tipo que incluye el estudio teórico, numérico y experimental del pandeo de una barra empotrada en un extremo. Se muestra la ecuación diferencial que gobierna el comportamiento del sistema y se ve como esta ecuación, aunque sencilla en apariencia, es difícil de resolver debido a la existencia de términos no lineales. Para resolver esta ecuación se utiliza el programa ANSYS yse comparan los resultados numéricos con los experimentales obtenidos en el laboratorio.

Palabras Clave: Proyectos prácticos, columnas, pandeo, no linealidad geométrica.


Abstract
This paper analyses the introduction of practical projects in a Mechanics of Materials
course. An integrated project that includes theoretical, numerical and experimental studies designed toenhance the teaching of non-linear post-buckling of a cantilever column to undergraduated mechanical engineering students is presented. We present the differential equation governing the behaviour of this system and show that this equation, although straightforward in appearance, is in fact rather difficult to solve due to the presence of a non-linear term. The ANSYS program is used tonumerically evaluate the system and we compare the numerical results with the experimental ones obtained in the laboratory.

Keywords: Practical projects, cantilever column, postbuckling, geometrical nonlinearity.




1. Introducción

La docencia de una asignatura técnica como la Mecánica de Materiales requiere complementar las enseñanzas teóricas con clases prácticas, en las queel alumno pueda aplicar los modelos teóricos estudiados a situaciones concretas. Existe cierta tendencia a encasillar la docencia de las asignaturas científicas y tecnológicas en clases teóricas, clases de problemas y clases de prácticas de laboratorio. En muchas ocasiones se crean fronteras pronunciadas entre todas estas clases que, además de ser artificiales, hacen que los alumnos terminen porconsiderar que en cada una de ellas se están tratando aspectos
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de la materia tan diferentes, que parece que no tienen mucha relación entre sí [1]. En este artículo se plantea la realización de trabajos prácticos en los que seintegren la teoría, los problemas, las experiencias de laboratorio y el uso del ordenador [2, 3]. Estos trabajos deben entenderse como proyectos integrados o pequeñas investigaciones que deben desarrollar los estudiantes bajo la supervisión del profesor [4]. En cualquier caso el profesor debe actuar como facilitador del proceso de aprendizaje, considerando en todo momento que el alumno debeparticipar de forma activa en el proceso de su propia fomación. Además, el objetivo de los trabajos prácticos no sería el realizar un conjunto de experimentos que meramente ilustren los temas desarrollados en las clases teóricas, sino proyectos integrados en los que los alumnos aprendan el camino a través del cual se genera el conocimiento científico-tecnológico.

Un ejemplo de trabajo práctico...