Este documento resume el plan de estudios y objetivos del curso Diseño Mecánico I. El curso introduce conceptos básicos de diseño mecánico y selección de componentes. Los estudiantes aprenden sobre materiales, esfuerzos, deformaciones y elementos mecánicos. El curso concluye con una visita técnica y un proyecto grupal de diseño mecánico aplicado.

1. CIERRE DEL CURSO
DISEÑO MECÁNICO I
Julio Vergara Aimone
ICM 2312

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.
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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.
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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)
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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
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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
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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
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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
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9. CONTENIDOS PRINCIPALES
D C R E
 Capítulo 5) Transmisión: fundamentos, diseño
y selección de elementos de transmisión, ejes,
rodamientos, flechas, ajustes y tolerancias.
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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
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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.
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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.
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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
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14. BIBLIOGRAFÍA Y DATOS
 NORTON, Robert. Diseño de Máquinas, Prentice
Hall, 1999.
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15. BIBLIOGRAFÍA Y DATOS
 SHIGLEY, Joseph E. y MISCHKE, Charles R.
Diseño en Ingeniería Mecánica. 5a Ed., México,
McGraw Hill, 1990.
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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.
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17. BIBLIOGRAFÍA Y DATOS
Mejor referencia de estudio:
 La que hizo Ud. mismo.
Francisco Claro
ICM 2312 - 2010
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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.
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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. 
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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.
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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
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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.
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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.
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24. VISITA TECNICA
 Visita 2010: elementos y sistemas de ingeniería
en una planta de potencia CODOG Gas Diesel.
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25. VISITA TECNICA
 Visita 2010: elementos y sistemas de ingeniería
en una planta CODLAG Diesel Eléctrica y Gas.
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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?
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