RESISTENCIA DE MATERIALES

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ATITALAQUIA

CARRERA: INGENIERÍA INDUSTRIAL

MATERIA: FÍSICA

UNIDAD IV

“RESISTENCIA DE MATERIALES”

INTEGRANTES:

CRUZ VIVEROS CARLOS

NO. DE CONTROL: 111150094

CORREO:car_los_cv@hotmail.com

GUERRERO VIVEROS MARIANA

NO. DE CONTROL: 121150045

CORREO: mary_@hotmail.com

HERNÁNDEZ CHÁVEZ SARAI BERENICE

NO. DE CONTROL: 121150061

CORREO:sarai_juan13@hotmail.com

21/JULIO/2014

ÍNDICE DEL CONTENIDO DEL PROYECTO

INTRODUCCIÓN ….

DELIMITACION DEL TEMA

OBJETIVO

Introducción

En el tema de la unidad IV “Resistencia de materiales” de la materia física en ingeniería industrial que nos dice que 1es la disciplina que estudia las solicitaciones internas y las deformaciones que se producen en el cuerpo sometido a cargas exteriores lo cual puede provocar la falla de la misma, en la cual explicaremos su resistencia y el tipo de materiales que conforma un desarmador el cual es 2una herramienta que se usa para rotar tornillos y dado que estos tienen empuñaduras; sin embargo, hay muchas puntas específicas de ciertos desarmadores, como 3los de punta plana que tienen empuñaduras redondas con puntos planos que se usan específicamente para tornillos incrustados. Aquí justificaremos él porque se diseñan de tal forma que resista a su función de torsión hacia los tornillos. Además en este tema daremos a conocer la resistencia de dicha herramienta como lo es su torsión, su fuerza a la que es sometida dependiendo de las masas que se le ejerce a esta y en tamaño de dicha herramienta, llegando a una conclusión del porque está hecho de ese tipo de materiales y porque esta herramienta tiene un uso específico dependiendo de su tamaño y forma, dado que 4los destornilladores varían en longitud, tamaño y estilo. Generalmente, estos constan de tres partes: El cuerpo, la punta y el mango. 5Dado que En ingeniería, torsión es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico, como pueden ser ejes o, en general, elementos donde una dimensión predomina sobre las otras dos, y en dicha herramienta se ve en el momento de atornillar, esto dependerá de muchas variables que daremos a conocer.

2,3 http://www.ehowenespanol.com/informacion-desarmadores-punta-plana-estrellahechos_354851/.5http://ibiguridp3.wordpress.com/res/tor/, 4http://turnkey.taiwantrade.com.tw/showpage.aspsubid=179&fdname=IRON+AND+STEEL&pagename=Planta+de+produccion+de+destornilladore, 1http://www.ecured.cu/index.php/Resistencia_de_Materiales

MARCO DE INVESTIGACION

El destornillador que 6también es llamado desarmador y atornillador, es una herramienta que se utiliza para apretar y aflojar tornillos que requieren poca fuerza de apriete y que generalmente son de diámetro pequeño.

7Existen 3 piezas diferenciadas para distinguir en esta simple herramienta, cada una con sus características respectivas.

El mango del destornillador

Esta es la parte por la que sujetamos la herramienta y también en la que se emplea la fuerza para hacerla funcionar. Esta puede ser de diferentes materiales, como de madera, PVC y resinas plásticas. Algo muy importante es que no sea resbaloso y que también tenga un material aislante a la corriente eléctrica.

El cuerpo del destornillador

Es también conocido como vástago o cuña, es una barra de metal en el que varía su grosor y longitud dependiendo el tipo de destornillador que se usa.

La cabeza del destornillador

Esta es la parte más importante, es introducida en el tornillo para hacerlo girar. La diferencia de tipos depende en el tirafondo que se vaya a utilizar, variando en la longitud y el grosor del filo, así como su forma

Analizaremos en este proyecto 8Los desarmadores de punta plana que tienen una sola hoja y se usan para aflojar o ajustar tornillos que tienen una ranura linear. Al momento de ejecutar el trabajo 9el movimiento del atornillado es un movimiento de rotación y de traslación. Se pueden distinguir tres niveles de montaje de uniones por tornillos:

Manual con destornilladores o llaves el movimiento de rotación y el movimiento de traslación se ejecutan manualmente.

9http://www.nzdl.org/gsdlmod?e=d-00000-00---off-0gtz--00-0----0-10-0---0---0direct-10---4-------0-1l--11-en-50---20-about---00-0-1-00-0-0-11-1-0utfZz-8-00&a=d&cl=CL2.7&d=HASH0168d36c73b43a09747fad5f.3.2.5,6http://www.icarito.cl/enciclopedia/articulo/primer-ciclo-basico/educacion-tecnologica/herramientas/2010/04/35-9013-9-destornillador.shtml,7http://www.demaquinasyherramientas.com/herramientas-manuales/destornillador 8http://www.ehowenespanol.com/informacion-desarmadores-punta-plana-estrellahechos_354851/,10libro

En este caso para saber la resistencia de los materiales del desarmador tomamos en cuenta que al momento de usarlo es un elemento sometido a torsión, (libro)10cuando se somete a torsión un eje circular toda la sección transversal permanece plana. Tomando en cuenta que la distribución de las deformaciones en un eje circular de longitud L y radio c que se ha sometido a torsión en un ángulo Ф. Así la deformación cortante en un eje circular varía linealmente con la distancia al centro del eje.

El esfuerzo cortante en el eje varia linealmente con la distribución p al centro del eje. Se expresa como: Tmax=Tc/J

Recordando estática clásica que 11el momento polar de inercia de un círculo de radio c es:

J=1/2πc4

En el caso de un eje hueco circular de radio interior c1 y exterior c2, el momento polar de inercia es:

J= 1/2πc24 - 1/2πc14 = 1/2π (c24- c14)

Nótese que en el sistema SI T se expresara en N.m, c o p en metros y J en m4; el esfuerzo cortante quedara en N/m2, o sea, en pascales (Pa). En el sistema internacional americano T estará en lb.pulg, c o p en pulg y J en pulg4 el esfuerzo cortante resultante es expresado en psi.

12Hasta este punto, el análisis del esfuerzo en un eje se ha limitado a esfuerzos cortantes. Se sabe que los esfuerzos normales, cortantes o una combinación de ambos, pueden encontrarse bajo la misma condición de carga, dependiendo de la orientación del elemento escogido.

10libro

Para poder complementar la resistencia del desarmador punta plana tomaremos en cuenta el ángulo de torsión del eje circular y del troque. 13En el cual nos dice que el troque es conocido como “momentum” o momento de fuerza, par de apriete, brazo de palanca o momento de torsión, es un efecto de giro, ejercido sobre una fuerza que actúa a una distancia sobre un cuerpo (en este caso tornillo tuerca o perno). El troque es igual a la fuerza aplicada multiplicada por la distancia perpendicular, entre la línea de acción de la fuerza y el centro de rotación en el que se aplica. La fórmula básica del troque es: L(distancia) x F(fuerza)= T(troque).14Pero en el rango elástico, el esfuerzo cortante de fluencia no excedido en ninguna parte del eje, la ley de Hooke es válida y se tiene que ϒmax=Tmax/G =Tc/JG

Igualando los segundos miembros de la ecuación y despejando θ se escribe:

θ=TL/GJ

La relación obtenida muestra que dentro del rango elástico, el ángulo de torsión es proporcional al troque T aplicado al eje. La ecuación nos da un método conveniente para determinar el módulo de rigidez d un material.

11,13libro,12http://www.metalactual.com/revista/21/herramientas_torquimetro.pdf

Para poder explicar más a fondo la teoría de la resistencia de materiales del desarmador plano y con el fin de justificar nuestro proyecto a nivel ingeniería lo ejemplificaremos con ejercicios que dependerán de su tamaño y peso de dicha herramienta, basándonos de información verídica.

Como ejemplo pondremos un desarmador punta plana con medidas de:

J=1/2 πc^4

J=1/2 π〖(0.004)〗^4=4.0212x10-10m

Tmax=Tc/J

65g=(T(0.004m))/(4.0212x〖10〗^(-10) ) = 6.53445x10-6g.m

G=Tc/J

G=(6.53445x〖10〗^(-6) g.m(0.004m))/(6.53445x〖10〗^(-10) m)=65g.m

∅=TL/JG

∅=(6.53445x〖10〗^(-6) g.m(0.017m))/(6.53445x〖10〗^(-10) m(65g.m)) = 42.5

El uso del destornillador debe ser adecuado para no tener algún accidente y para eso tenemos algunas recomendaciones para su uso.

15Los destornilladores se ajustarán al tamaño y tipo de tornillo, tratando de ajustarlo al máximo a su ranura, sin sobresalir lateralmente e intentando mantenerlo siempre perpendicular a su superficie. Se evitará situar la mano libre en la trayectoria del destornillador para evitar lesiones en caso de deslizamiento. No se utilizarán a modo de cincel o palanca.

Deberá utilizarse la llave del tipo y calibre adecuados a cada trabajo tratando de lograr un correcto ajuste de la tuerca y una disposición perpendicular al eje del tornillo. Se utilizarán preferentemente llaves fijas o de estrella en lugar de llaves ajustables. Al hacer uso de estas últimas se colocará la mandíbula fija en el lado opuesto a la dirección de tiro para

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