T P N 7- CORTE PURO Y TENSION DE APLASTAMIENTO

Transcripción

1 COMISION DE INGENIERIA QUIMICA T P N 7- CORTE PURO Y TENSION DE APLASTAMIENTO 1. En la figura se ve un punzón para perforar placas de acero. Supóngase que se usa un punzón con diámetro de 0,75 in para perforar un agujero en una placa de ¼ in, como se muestra en la vista de perfil. Si se requiere una fuerza P = lb. Cuál es el esfuerzo cortante promedio en la placa y el esfuerzo de compresión promedio en el punzón? Consignas de reflexión A) Cuál es la diferencia conceptual entre σ y ζ B) Dentro de esas remisas qué entiende por σ adm y ζ adm? 2. A) La fuerza en el eslabón en la junta de pasador simple, mostrada en la figura, es de 3550 N. El pasador tiene un diámetro de 10 mm; calcule el esfuerzo de corte que se produce en dicha unión. Qué medidas debería darse al espesor de la chapa considerando: a) el esfuerzo de tracción que debe soportar y b) el esfuerzo de aplastamiento en su unión que está resistiendo(- σ adm = 120 MPa y σ admapl = 180 MPa), considerándose que el espesor del eslabón es de 15 mm y su ancho es de 25 mm 1

2 Consignas de reflexión A) Porqué es indispensable verificar la uniones de los elementos estructurales? B) Cómo es la distribución real de tensiones tanto de corte como de aplastamiento en las uniones que hemos presentado? 3. En unas pinzas, el pasador de bisagra se somete a cortante directo, como se indica en la figura. Si el diámetro del pasador es de 3 mm y la fuerza ejercida en el mango, F h, es de 55 N, calcule el esfuerzo en el pasador. B) Qué espesor mínimo debería de tener los mangos, considerando que el valor de la σ apladm = 200 MPa. Consignas de reflexión A) Qué característica o propiedades mecánicas convenientes debería de tener el material de la pinza? 4. A)- La cremallera de un gato de camión tiene la configuración de dientes mostrada en la figura. Con una carga de 80 kn, calcule el esfuerzo cortante en la base de los dientes. 2

3 Consignas de reflexión A) Qué solución adoptaría se el esfuerzo de corte de los dientes del gato resultase demasiado elevado? 5. A) Una viga corta, mostrada en la figura, se fabricó con una barra de acero rectangular de 1,25 in de espesor y 4,50 in de altura. En cada extremo, la longitud apoyada sobre una placa de acero es de 2 in. Si tanto la barra como la placa son de acero estructural ASTM A36, calcular la carga máxima permisible, W, que podría ser soportada por la viga, basándose sólo en el esfuerzo de apoyo en los extremos. La carga está centrada entre los apoyos. B) A qué solicitación está trabajando la barra?. C) Una vez que hayamos verificado los valores de esfuerzo de aplastamiento sobre los apoyos, qué otros esfuerzos habría que verificar en la barra?.considérese σ adm apl = 180 Mpa. 6. Un perno y una roldana se utilizan para fijar un tablón de madera en un cimiento de concreto como se muestra en la figura. En el perno se crea una fuerza de tracción de 385 lb conforme se aprieta. Calcule el esfuerzo de apoyo a) entre la cabeza del perno y la roldana de acero. B) entre la roldana y el tablón. 7. Para la armadura ilustrada en la figura, calcule las fuerzas en todos los miembros. A continuación, para los miembros sometidos a fuerzas de 3

4 tracción proponga un diseño en cuanto a su material y forma y dimensiones de su sección transversal. Considere cómo se conectará cada miembro adyacente en las juntas de pasadores. También considérense cómo se pueden proporcionar apoyos en las juntas A y B. Consignas de reflexión A) Para verificar los uniones, es indistinto que la barra esté traccionada o comprimida?? 8. En la figura siguiente se muestra la unión de una columna vertical y un soporte diagonal, La conexión se compone de tres pernos de 5/8 in que unen dos placas de ¼ in (una soldada a la columna y otra al extremo del soporte). La carga P sostenida por el soporte es igual a 5,5 k. Determine las cantidades siguientes: a) El esfuerzo cortante promedio τ prom sobre los pernos, y b) el esfuerzo de aplastamiento σ b que hay entre las placas y los pernos (ignore la fricción entre las placas). 9. La barra de sujeción de acero que se muestra ha de diseñarse para soportar una fuerza de tracción de magnitud P = 120kN cuando se asegure con pasadores entre ménsula dobles en A y B, La barra se fabricará de placa de 20 mm de espesor. Para el grado de acero que se usa, los esfuerzos máximos permisibles son: σ= 175 MPa; ζ adm = 350 MPa. Diseñe la barra de sujeción determinando los valores requeridos para a) el diámetro d del pasador, b) dimensión b en cada extremo de la barra, c) la dimensión h de la barra. 4

5 10. Cada uno de los cuatro eslabones verticales tiene una sección transversal rectangular uniforme de 8 x 36 mm., y cada uno de los cuatro pasadores tiene un diámetro de 16 mm. Determine el valor máximo del esfuerzo normal promedio en los eslabones que conectan a) los puntos B y D, b) los puntos C y E 11. Cuando la fuerza P alcanzó 8 kn, el elemento de madera mostrado falló a cortante a lo largo de la superficie indicada por la línea punteada. Determine el esfuerzo cortante promedio a lo largo de esa superficie en el momento de la falla. 12. Si se sabe que una fuerza P con magnitud de 750 N se aplica al pedal que se muestra en la figura, determine: a) el diámetro del pasador en C para el cual el esfuerzo cortante promedio en el pasador es de 40 MPa, b) el esfuerzo de apoyo correspondiente en el pedal en C y c) el esfuerzo de apoyo correspondiente en cada ménsula de apoyo en C. (Véase esq. siguiente) 5

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