UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería Industrial

Transcripción

1 ASIGNATURA: RESISTENCIA DE MATERIALES GUÍA N 1: ESFUERZOS Y DEFORMACIONES NORMALES 1.- Sabiendo que la fuerza en la barra articulada AB es 27 kn (tensión), hallar (a) el diámetro d del pasador para el cual el esfuerzo cortante medio es 100 MPa, (b) el tamaño b de la barra para la cual el valor máximo del esfuerzo normal medio será de 120 MPa, (c) el esfuerzo de apoyo correspondiente en la barra. 2.- Determine el esfuerzo normal en las varillas AD y AB si el área de sus secciones transversales es de 2 pul Determine el área de las secciones transversales necesarias para las barras CD y AB si el esfuerzo admisible a la tracción es de 1200 kgf/cm 2.

2 4.- Sabiendo que, cuando la carga alcanzó el valor indicado, el elemento de madera falló por cortante a lo largo de la superficie mostrada por línea punteada, determinar el esfuerzo cortante medio en la superficie de falla. 5.- Para unir dos placas se utiliza un solo roblón, como se ve en la figura. Si el diámetro del roblón es de 2 cm, el espesor de cada una de las placas 1,5 cm y la carga P de 3000 kgf, determine (a) el esfuerzo cortante promedio en el roblón y (b) el esfuerzo de apoyo en las placas. 6.- Determinar el esfuerzo normal en los puntos medios de las varillas AB, BC y CD.

3 7.- Una carga axial de 40 kn es aplicada a un poste corto de madera, soportado por una zapata de hormigón que reposa en suelo no perturbado. Hallar (a) el máximo esfuerzo de apoyo en la zapata de hormigón, (b) el tamaño de la zapata para que el esfuerzo de apoyo promedio sobre el suelo sea de 145 kpa. 8.- Determine el alargamiento total de la barra mostrada en la figura, si el módulo de 6 2 elasticidad es E = 2,1x10 kgf / cm. El área de la sección transversal es de 6 cm La barra homogénea AB (de peso despreciable ) soporta una fuerza de 2 kn. La barra está sostenida por un perno de 20 mm de diámetro (en B) y un cable de 10 mm de diámetro (CD). Determine (a) el esfuerzo normal en el cable CD y (b) el esfuerzo cortante promedio en el perno en B.

4 10.- Todas las barras de la armadura articulada de la figura tienen una sección de 30 mm por 60 mm. Determine la máxima carga P que puede aplicarse sin que los esfuerzos no excedan de 100 MPa en tensión ni de 80 MPa en compresión Despreciando el rozamiento, (a) determine la dimensión b si el esfuerzo cortante admisible es de 900 kpa. (b) Calcule también la dimensión c si el esfuerzo de contacto no debe exceder de 7 MPa Un tubo de acero se encuentra rígidamente sujeto por un perno de aluminio y por otro de bronce, tal como se muestra en la figura. Las cargas axiales se aplican en los puntos indicados. Calcule el máximo valor de P que no exceda un esfuerzo de 80 MPa en el aluminio; de 150 MPa en el acero; o de 100MPa en el bronce.

5 13.- Un tornillo de 22,2 mm de diámetro exterior y de 18,6 mm en el fondo de la rosca, sujeta dos piezas de madera, como se indica en la figura. Se aprieta la tuerca hasta tener un fuerza de 34 kn en el tornillo. (a) Calcule el esfuerzo cortante en la cabeza del mismo y en la rosca. (b) Determine también el diámetro exterior de las arandelas si el interior es de 28 mm y el esfuerzo de aplastamiento admisible en la madera es de 6 MPa Determine la carga en cada varilla si P = 30kN, suponiendo que ellas son del mismo material y tienen igual sección transversal. Desprecie el peso de la viga Se utilizan tres cables de acero idénticos para colgar una platina mostrada. Sabiendo que inicialmente los cables están exentos de tensión, calcule la fuerza que soportarán al aplicar una carga P = 500 N.

6 16.- Halle el valor de la fuerza P, si la deflexión del punto de aplicación de la fuerza P esta limitada a 0,5mm. El diámetro del cable es de 5 mm y la viga es rígida sin peso Un cilindro de acero y un tubo de aluminio están comprimidos entre los platos de una prensa. Determine los esfuerzos en el acero y en el aluminio, si P = 50 kn, d = 100 mm, D = 200 mm. E acero = 200 GPa y E aluminio = 70 GPa Las varillas de acero BE y CD tienen 16mm de diámetro ( E = 200 GPa ); sus extremos tienen rosca simple con un paso de 2,5 mm. Sabiendo que después de ser ajustada al tope, la tuerca C es apretada en una vuelta, hallar (a) la tracción de la barra CD, (b) la deflexión del punto C del elemento rígido ABC.

7 19.- Un alambre de acero de 15 m de longitud que cuelga verticalmente soporta una carga de 1500 N. Determine el diámetro necesario, despreciando el peso del alambre, si el esfuerzo no debe exceder de 140 MPa y el alargamiento debe ser inferior a 5 mm. Supóngase E = 200 GPa La barra rígida AB, sujeta a dos varillas verticales como se muestra en la figura, está en posición horizontal antes de aplicar la carga P. Si P = 50 kn, determine a qué distancia de A debe colocarse la carga P para que la barra permanezca horizontal Un tubo de aluminio, de 1,20 m de longitud y 1100 mm 2 de sección, descansa en un soporte fijo en A. La varilla de acero BC de 15 mm de diámetro cuelga de una barra rígida que descansa sobre el tubo en B. Sabiendo que el módulo de elasticidad es de 200 GPa para el acero y de 70 GPa para el aluminio, hallar (a) el esfuerzo normal en el tubo y en la varilla y (b) la deflexión de C cuando P = 60 kn.