Resistencias

RESISTENCIA DE MATERIALES – INGENIERIA MECANICA – AGOSTO 2013

Ejercicio 1.

Un tubo circular hueco de bronce ABC soporta un carga P1 = 26.5 Kpsi que actúa en su parte superior. Una segunda carga P2 = 22.0 kpsi está distribuida uniformemente alrededor de la placa de soporte en B. Los diámetros y espesores de las partes superior e inferior del tubo son dAB = 1.25 in, tAB = 0.5 in, dBC = 2.25 in, tBC = 0.375 in, respectivamente. El modulo de elasticidad es 14 000 ksi. Cuando se aplican las dos cargas, el espesor del tubo BC aumenta en 200 x 10-6 in.

a) Determine el aumento en el diámetro interior del segmente BC del tubo.

b) Determine la relación de Poisson para el bronce.

c) Determine el aumento en el espesor de la pared del segmento AB del tubo y el aumento en el diámetro interior del segmento AB.

Respuesta: a) ΔdBC = 8 x 10-4 in, b) latón = 0.34, c) ΔtAB = 2.732 X 10-4 in, ΔdAB = 1.366 x 10-4 in

Ejercicio 2.

Una almohadilla de soporte elastomerico que consiste de dos placas de acero unidas a un elastómero cloropreno (caucho artificial) se somete a una fuerza cortante V durante una prueba de carga estática. Las dimensiones de la almohadilla son a = 125 mm y b = 240 mm y el elastómero tiene un espesor t = 50 mm. Cuando la fuerza es igual a V = 12 kN, la placa superior se desplaza lateralmente 8.0 mm con respecto a la placa inferior.

¿Cual es le modulo de elasticidad G en cortante del cloropreno?

Respuesta: G = 2.5 MPa

Ejercicio 3.

Una plataforma de acero que soporta maquinaria pesada se apoya sobre cuatro tubos cortos, huecos, de fundición gris. La resistencia última del hierro colado en compresión es 50 ksi. El diámetro exterior de los tubos es d = 4.5 in y su espesor de pared es t = 0.40 in.

Utilice un factor de seguridad de 3.5 con respecto a la resistencia última, para determinar la carga total P que puede soportar la plataforma.

Respuesta: P = 294 kips

Ejercicio 4.

Una barra circular de cobre (Eco = 100 GPa, vco = 0.34) y aluminio (Eal = 70 GPa, val = 0.33) tienen un diámetro de 200 mm y están unidas a una barra de acero (Eac= 210 GPa, vac = 0.3) de el mismo diámetro interior, como se muestra en la figura. Para el estado de cargas mostrado determine.

a) El movimiento de la placa C con respecto a la placa A.

b) El cambio en el diámetro de la barra de cobre.

c) El máximo diámetro interior en el tubo de acero si el factor de seguridad utilizado debe ser igual o mayor a 1.2. El esfuerzo máximo admisible por el acero a tensión es de 250 MPa.

Respuesta: a) δ = 0.7845 mm, b) Δd = - 0.032 mm, c) D = 124 mm

Ejercicio 5.

Determine la sección transversal del eslabón CD y el diámetro del pasador B, si el esfuerzo último para los eslabones es σu = 55 KSI y para los pasadores es τu = 36 KSI, el factor de seguridad es de 3.5.

Respuesta: a) ACD = 4.066 in2, b) dpin = 3.091 in

Ejercicio 6.

Dos barras están unidas a un plato rígido, la sección transversal de cada barra es 20 mm2. La fuerzo F esta desplazado para que plato se mueva solo horizontalmente 0.05 mm sin rotación. Determine la fuerza F y su localización h para los siguientes casos.

d) Las dos barras de acero están hechas con módulo de elasticidad E = 200 GPa.

e) La barra 1 está hecha de acero (E = 200 GPa) y la barra 2 de aluminio (E = 70 GPa).

Respuesta: F = 2000 N, h = 10 mm, F = 1350 N, h = 14,81 mm

Ejercicio 7.

Una barra metálica AB de peso W está colgada con un sistema de alambres

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