Ejercicios De Esfuerzos

Tema: Esfuerzo y deformaciones ASIGNATURA: Ensayos Destructivos EVALUACIÓN: Primera GRUPO: _________

ALUMNOS:_____________________________________________________________________________________________

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PROFESOR: M. en C. Alberto Alva Romero Cal:________

Objetivos:

1. El alumno resolverá análogamente ejercicios relacionados con el tema de esfuerzos unitarios y de deformaciones unitarias.

2. El alumno deberá de escribir (o señalar mediante un flujo de proceso) la metodología seguida (ya sea tomada de textos, o propuesta por el mismo) para desarrollar la solución de cada uno de los problemas.

3. El alumno investigara las definiciones y ecuaciones aplicables para el análisis e interpretación de datos de la curva esfuerzo-deformación.

Tema: Esfuerzo y deformación unitaria.

Constaste correctamente los siguientes ejercicio

1)

a) Suponga que una carga exterior P = 12,000 lb es aplicada a la siguiente figura, y el área de la sección transversal de la barra es de 2.25 in2. ¿Cuál es la fuerza interior en la barra?, y, ¿Cuál es el esfuerzo unitario en la misma barra?

b) Suponga que el área de la sección trasversal de la barra ahora es de ¾ in2, ¿Cuál es el esfuerzo unitario?

c) Explique la causa de la variación en dichos resultados, y ¿cuál de los dos diseños tiene mayores posibilidades de fallar?

2) Una varilla redonda de acero de 1 plg. de diámetro está sujeta a una carga de tensión de 17,000 lb. Encontrar el esfuerzo en la varilla.

3) Un tubo de aluminio soporta una carga axial de compresión de 2,450 lb. Si el diámetro exterior es de 62 mm y el diámetro interior es de 20 mm, ¿Cuál es el esfuerzo de compresión en el cilindro?

4) Un eje roscado de acero, con un área nominal (considerando únicamente el diámetro nominal) de 387.948 mm2 soporta una carga de tensión de 27 klb (kilolibras). Determine el esfuerzo en:

a. Una sección a través del cuero de la varilla, considerando a esta como maciza.

b. Una sección a través del cuero de la varilla, considerando a esta como hueca. El espesor de la pared entre el diámetro exterior y el interior es de 2.5 mm.

c. Una sección a través de las roscas de la varilla (ver apéndice G, para calcular el área neta de tornillos de rosca estándar)

5) Una estructura hueca ABC, como se muestra en la figura, soporta una carga P1=1800 lbf en su parte superior. Existe una segunda carga P2 que esta uniformemente distribuida alrededor de la placa de la tapa B. Los diámetro y espesores de la parte superior e inferior son respectivamente: dAB=1.25 in., tAB=0.5in., dBC=2.25 in., y tBC=0.375 in.

a) Calcule el esfuerzo normal (σAB) en la parte superior de la estructura (poste)

b) Si se desea que la parte inferior de la estructura tenga el mismo esfuerzo que en la parte superior, ¿Cuál debería ser la magnitud de dicha carga?

c) Si P1, se mantiene en 17 000 lbf y P2 ahora tiene un valor de 2260 lbf, ¿Qué espesor BC se necesita ahora para mantener el valor de esfuerzo a compresión en ambas partes?

6) Una columna de concreto de sección rectangular (30 cm x 40 cm) tiene como estructura de fijación seis varillas de 20 mm de diámetro, distribuidas uniformemente dentro del área transversal de la misma columna. Se sabe que el peso que soporta dicha columna es de 2000 kgf. Calcule:

a. El esfuerzo unitario en al área transversal del concreto.

b. El esfuerzo unitario en el área transversal de cada una de las varillas

Nota: Suponga que la carga externa soportada tanto por el concreto como por las varillas, son proporcionales a su área transversal total.

7) La longitud original de la barra de aluminio es de 72 in, y la deformación total debida a la aplicación de la carga P es de 0.015 in. Determinar la deformación unitaria de la barra.

8) Una barra tiene una deformación unitaria de 0.0002 plg/plg, y una deformación total de 0.30 plg, ¿Cuál es la longitud de la barra?

9) Un tubo circular de aluminio con longitud L = 400 mm está cargado en compresión por fuerzas P (consulte la fi gura). Los diámetros interior y exterior son 60 mm y 50 mm, respectivamente. Se coloca un deformimetro en el exterior de la barra para medir las deformaciones unitarias normales en la dirección longitudinal.

a. Si la deformación unitaria es ϵ= 550 × 10-6, ¿cuál es el acortamiento δ de la barra?

b. Si el esfuerzo de compresión en la barra se propone sea de 40 MPa, ¿cuál debe ser la carga P?

10) En la siguiente figura se muestra la sección transversal de una columna de esquina de concreto que está cargada uniformemente en compresión. EDGAR

a. Determine el esfuerzo de compresión promedio σC en el concreto si la carga es igual a 3200 k.

b. Determine las coordenadas xc y yc del punto donde la carga resultante debe actuar a fin de producir

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