3ra edici贸n 3ra EDICION
LA NGENIERIA MECANICA
avances, dando origen a la Revolución Industrial a mediados del siglo XVIII. Más adelante surgiría la producción en serie.
Ingeniería mecánica Mecánica del sólido rígido y de fluidos, Áreas del ciencia de materiales, saber análisis estructural, teoría de sistemas
Campo de aplicación La ingeniería mecánica es una rama de la ingeniería que aplica las específicamente los de la termodinámica, la mecánica, la mecánica de fluidos y el análisis estructural, para el diseño y análisis de diversos elementos usados en la actualidad, tales como maquinarias con diversos fines (térmicos, hidráulicos, de transporte, de manufactura), así como también de sistemas de ventilación, vehículos motorizados terrestres, aéreos y marítimos, entre otras aplicaciones.
Históricamente, esta rama de la ingeniería nació en respuesta a diferentes necesidades que fueron surgiendo en la sociedad. Se requería de nuevos dispositivos con funcionamientos complejos en su movimiento o que soportaran grandes cantidades de fuerza, por lo que fue necesario que esta nueva disciplina estudiara el movimiento y el equilibrio. También fue necesario encontrar una nueva manera de hacer funcionar las máquinas, ya que en un principio utilizaban fuerza humana o fuerza animal. vapor, del carbón, de petroquímicos (como la gasolina) y de la electricidad trajo grandes
Industria automovilística y aerocomercial, diseño y análisis de centrales eléctricas, ventilación industrial, y en general distintas aplicaciones en torno a vehículos motorizados
ORIGEN A principios del siglo XIX en Inglaterra, Alemania y Escocia, el desarrollo de herramientas de maquinaria llevó a desarrollar un campo dentro de la ingeniería en mecánica, suministro de máquinas de fabricación y de sus motores.4 En los Estados Unidos, la American Society of Mechanical Engineers (ASME) se formó en 1880, convirtiéndose en la tercera sociedad de profesionales de ingeniería, después de la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles (1852) y el Instituto Americano de Ingenieros de Minas (1871)
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El TERMINO DISEÑO Diseñar (o idear) es formular un plan para satisfacer una necesidad. En principio, una necesidad que habrá de ser satisfecha puede estar bien determinada. A continuación se dan dos ejemplos de necesidades apropiadamente definida.
El diseño mecánico es el diseño de objetos y sistemas de naturaleza mecánica; piezas, estructuras, mecanismos, máquinas y dispositivos e instrumentos diversos. En su mayor parte, el diseño mecánico hace uso delas matemática, las ciencias de uso materiales y las ciencias mecánicas aplicadas a la ingeniería.
A menudo se describe el proceso total de diseño- desde que empieza hasta que termina como se muestra en la figura 1. Principia con la identificación de una necesidad y con una decisión de hacer algo al respecto. Después de muchas iteraciones, el proceso finaliza con la presentación de los planes para satisfacer tal necesidad. En las secciones siguientes se examinarán en detalle estos pasos del proceso de diseño.
La comunicación del diseño a otras personas es el paso final y vital en el proceso de diseño. Es indudable que muchos importantes diseños, inventos y obras creativas se has perdido para la humanidad, sencillamente porque los originadores se rehusaros o no fueron capaces de explicar sus creaciones a otras personas. La presentación es un trabajo de venta.
FASES DEL DISEÑO El proceso total de diseño es los temas de este capítulo. ¿Cómo empieza? ¿Simplemente llega un ingeniero a su escritorio y se sienta ante una hoja de papel en blanco? ¿Qué hace después de que se le ocurren algunas ideas? ¿Qué factores determinan o influyen en las decisiones que se deben tomar. 2
CONSIDERACIONES O FACTORES DE DISEÑO
INGENIERIA MECANICA APLICACIONES
A veces, la resistencia de un elemento es muy importante para determinar la configuración geométrica y las dimensiones que tendrá dicho elemento, en tal caso se dice que la resistencia es un factor importante de diseño. La expresión factor de diseño significa alguna característica o consideración que influye en el diseño de algún elemento o, quizá, en todo el sistema. Por lo general se tiene que tomar en cuentas varias de esos factores en un caso de diseño determinado. En ocasiones, alguno de esos factores será crítico y, si se satisfacen sus condiciones, ya no será necesario considerar los demás. Por ejemplo, suelen tenerse en cuenta los factores siguientes: Resistencia Confiabilidad Condiciones térmicas Corrosión Desgaste
DEFORMACIÓN ELÁSTICA Cuando una barra recta se somete a una carga de tensión, la barra se alarga. El grado de alargamiento recibe el nombre de deformación, y se define como el alargamiento producido por unidad de longitud original de la barra. El alargamiento total se llama “deformación total”. Aplicando esta nomenclatura, la deformación es Donde es la deformación total de una barra de longitud original l. La deformación por cortante es la variación angular de la ortogonalidad es un elemento de esfuerzo, sometido a cortante puro.
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EL DISEÑO
Las decisiones del diseño del proceso para producir un producto, interactúan en cada una de las cuatro áreas de decisión de la función de operaciones. Las decisiones de capacidad afectan el tipo de proceso seleccionado. El tipo de diseño del proceso a su vez afecta los trabajos disponibles y el tipo de fuerza de trabajo empleada. El proceso también afecta la calidad del producto, debido a que algunos procesos se controlan más fácilmente que otros.
El diseño del producto es la estructuración de las partes componentes o actividades que dan a esa unidad un valor especifico, es un prerrequisito para la producción, al igual que el pronóstico de su volumen. El resultado de la decisión de diseño del producto se transmite a operaciones en forma de especificaciones, en las cuales se indican las características que se desea tenga el producto. La base de la existencia de cualquier organización es el producto o servicio que ofrece al consumidor.
El proceso de producción debe diseñarse en paralelo con un nuevo producto. La primera figura muestra el diseño preliminar del proceso y un diseño definitivo del mismo, que se desarrolla en forma simultánea a las correspondientes etapas de diseño del producto. Esto implica que el diseño del proceso no debe esperarse hasta que se termina el diseño del producto, sino que debe desarrollarse como parte del proceso de diseño del producto.
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AMBITO PROFESIONAL
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a ingeniería mecánica es la rama que
estudia y desarrolla las máquinas, equipos e instalaciones, considerando siempre los aspectos ecológicos y económicos para el beneficio de la sociedad. Para cumplir con su labor, la ingeniería mecánica analiza las necesidades, formula y soluciona problemas técnicos mediante un trabajo multidisciplinario y se apoya en los desarrollos científicos, traduciéndolos en elementos, máquinas, equipos e instalaciones que presten un servicio adecuado, mediante el uso racional y eficiente de los recursos disponibles.
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DISEÑO DE MAQUINARIA
Los campos de la ingeniería mecánica se dividen en una cantidad extensa de sub disciplinas. Muchas de las disciplinas que pueden ser estudiadas en Ingeniería mecánica pueden tratar temas en común con otras ciencias de la ingeniería. Un ejemplo de ello son los motores eléctricos que se solapan con el campo de los ingenieros eléctricos o la termodinámica que también es estudiada por los ingenieros químicos.
El diseño requiere plasmar ideas mediante dibujos, bocetos y esquemas que pueden ser trazados en diversos soportes. Es posible diferenciar entre el verbo diseñar (el proceso de creación y desarrollo) y el sustantivo diseño (el resultado del proceso de diseñar).
para el diseñador la herramienta más básica con la que cuenta es el dibujo,( razón que dio nombre a la profesión pues la palabra italiana para dibujo es Diseño.)
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INGENIERIA MECANICA Y SUS APLICACIONES 7