Problemas de materiales
0 recomendaciones10,252 vistas
El documento presenta 10 problemas de mecánica de materiales relacionados con tensión, compresión y cortante. Los problemas involucran cálculos de esfuerzos, deformaciones y fuerzas en varias estructuras sometidas a cargas, incluyendo tubos, alambres, cables, barras y articulaciones. Se pide resolver los problemas en grupo y entregar el taller completo para el 29 de abril de 2015.
Problemas de materiales
- 1. 1 Universidad Tecnológica de Panamá Asignatura: Mecánica de Materiales Código de Hora: 2385 Grupo: 1IE-132 Taller #1 Tensión, Compresión y Cortante Facilitador: Ing. Elio M. Saldaña O. Integrantes: __________________________________ Cédula: __________________ _________________________________ __________________ __________________________________ __________________ Indicaciones: Resuelva los siguientes problemas propuestos en grupo de máximo 3 personas, con el propósito de entregar un taller por grupo, para el día miércoles 29 de abril 2015, en el transcurso de la clase. Asegure el llevar el taller y entregarlo, NO SE PODRÁ ENTREGAR DESPÚES. 1. Un tubo circular de aluminio con longitud L = 400 mm está cargado en compresión por fuerzas P. Los diámetros interior y exterior son 60 mm y 50 mm, respectivamente. Se coloca un deformímetro en el exterior de la barra para medir las deformaciones unitarias normales en la dirección longitudinal. (a) Si la deformación unitaria es = 550 × 10 –6, ¿cuál es el acortamiento d de la barra? (b) Si el esfuerzo de compresión en la barra se propone sea de 40 MPa, .cual debe ser la carga P?
- 2. 2 2. Dos alambres de acero soportan una cámara móvil suspendida que pesa W = 25 lb (consulte la figura), empleada para hacer acercamientos de las acciones en el campo en eventos deportivos. En un instante dado, el alambre 1 forma un ángulo α = 20° con la horizontal y el alambre 2 forma un ángulo β = 48°. Los dos alambres tienen un diámetro de 30 milésimas. (Los diámetros del alambre, con frecuencia, se expresan en milésimas de pulgada; una milésima es igual a 0.001 in). Determine los esfuerzos de tensión 1 y 2 en los dos alambres. 3. Dos góndolas en un teleférico están aseguradas en la posición que se muestra en la fi gura mientras se hacen reparaciones en otro lugar. La distancia entre las torres de soporte es L = 100 ft. La longitud de cada segmento de cable sobre las góndolas que pesan WB = 450 lb y WC = 650 lb son DAB = 12 ft, DBC = 70 ft y DCD = 20 ft. El pandeo del cable en B es ΔB = 3.9 ft y en C (ΔC) es 7.1 ft. El área de la sección transversal efectiva del cable es Ae = 0.12 in2. (a) Encuentre la fuerza de tensión en cada segmento de cable; no tome en cuenta la masa del cable. (b) Encuentre el esfuerzo promedio () en cada segmento de cable.
- 3. 3 4. Imagine que un alambre largo de acero cuelga verticalmente desde un globo a gran altura. (a) ¿Cuál es la longitud máxima (ft) que puede tener el alambre sin fluencia si el acero fluye a 40 ksi? (b) Si el mismo alambre cuelga de un barco en alta mar, ¿cuál es la máxima longitud? Datos: γs = 490 lb/ft3 γw = 63.8 lb/ft3 5. Una armadura simétrica que consiste en tres barras articuladas, está cargada por una fuerza P (consulte la fi gura). El ángulo entre las barras inclinadas y la horizontal es α = 48°. La deformación unitaria axial en medio de la barra se mide y resulta que es 0.0713. Determine el esfuerzo de tensión en las barras exteriores si están construidas de una aleación de aluminio que tiene un diagrama esfuerzo-deformación unitaria como se muestra en la figura. 6. La lámpara de 80 kg sostenida por dos barras AB y BC como se muestra en a figura. Si AB tiene un diámetro de 10 mm y BC un diámetro de 8 mm, determine el esfuerzo normal promedio en cada barra.
- 4. 4 8. Dos placas de acero deben sujetarse por medio de pasadores de acero de alta resistencia de 16 mm de diámetro que embonan con suavidad dentro de espaciadores cilíndricos de latón. Si se sabe que el esfuerzo normal promedio no debe exceder 200 MPa en los pasadores y 130 MPa en los espaciadores, determine el diámetro exterior de los espaciadores que ofrece el diseño más económico y seguro. 7. El elemento AC que se muestra en la figura, está sometido a una fuerza vertical de 3 KN. Determine la posición X de esta fuerza de manera que el esfuerzo de compresión promedio en el soporte liso C sea igual al esfuerzo de tensión promedio en el tirante AB. Este tirante tiene un área en su sección transversal de 400 mm2 y el área de contacto de C es 650 mm3. 9. Si se sabe que la sección transversal de la porción central del eslabón BD tiene un área de 800 mm2, determine la magnitud de la carga P para la cual el esfuerzo normal en esa porción de BD es de 50 MPa.
- 5. 5 10. Un par M con magnitud de 1 500 N m se aplica a la manivela de un motor. Para la posición mostrada, determine a) la fuerza P requerida para mantener en equilibrio al sistema de la máquina, b) el esfuerzo normal promedio en la biela BC, la cual tiene una sección transversal uniforme de 450 mm2.