CASO 3. Factor de diseno 3

Transcripción

1 CASO 3 Diseno propuesto para un asiento. La columna vertical debe ser un tubo estandar (ver tabla A16-6) especifique un tubo adecuado para que resista las cargas estaticas, al mismo tiempo en direcciones vertical y horizontal, como se indica,considere para el tubo un acero laminado en caliente AISI 100 Y UN FACTOR DE DISENO DE 3. DATOS INICIALES Fuerza vertical 400 lb Fuerza horizontal 00 lb longitud 1 18 in altura del tubo 0 in base del tubo superfice rigida Acero 100 Factor de diseno 3 [1]

2 Caracterisiticas mecanicas del material Material Acero 100 Laminado en caliente Resistencia a la cedencia 07 Mpa Resistencia ultima 379 Mpa []

3 SOLUCION 1. D.CL. 18 in P 1 P [3]

4 1. Efectos producidos en la seccion transversal 1 Axial (compresion) P 1 = 400 lb Momento Flexion M P1 =P 1 L 1 = 700 in-lb Momento Torsion T = 3600 in-lb Fuerza crtante V=P = 00 lb. Efectos producidos en la seccion transversal Axial (compresion) P 1 = 400 lb Momento Flexion M P =P L = 4000 in-lb Momento Torsion T = 3600 in-lb Fuerza cortante V=P = 00 lb Momento Flexion M P1 =P 1 L 1 = 700 in-lb [4]

5 Rsultado del analisis de fuerzas anterior la seccion mas critica es la base del tubo 3. obtencion de los efectos resultantes sobre la seccion critica Area P 1 M P1 EN M P P T P EN [5]

6 4. seleccion del area del tubo de tabla A16-6 (A-36)[MOTT] TUBO DE ACERO FORJADO CEDULA 40 SOLDADO Y SIN COSTURA (USA) PROPUESTA DIAMETRO NOMINAL 0.5 in DIAMETRO REAL INTERIOR in DIAMETRO REAL EXTERIOR 0.54 in ESPESOR in AREA TRANSVERSAL 0.15 in MOMENTO DE INERCIA, I in 4 radio de giro in Modulo de seccion, S =I/C in 3 Modulo polar de seccion, Z=J/r in 3 AREA EFECTIVA in [6]

7 4. Calculo de esfuerzos producidos por efectos de fuerzas actuantes en area : AXIAL = - P/A = -300 psi FLEXION fp1 = M P1 c/i = psi CORTANTE τ v = (V/A) = 300 psi TORSION τ tp = Tr/J = psi FLEXION fp = M P c/i = psi Distribucion de Esfuerzos A a B τ V A B D AXIAL C D Cortante C E.N. [7]

8 MP1 (+) MP ( ) A A B MP (+) B EN MP1 ( ) D C FLEXION τ T A τ T B D C FLEXION EN D τt TORSION C τ T [8]

9 5. Obtencion del punto critico en el AREA : Considerando la distribucion de los esfuerzos: a flexion, torsion, axial y cortante de las figuras se obtiene los puntos criticos : PUNTOS CRITICOS: A y C ESFUERZOS RESULTANTES EN EL PUNTO CRITICO A: Punto Flexion Torsion Cortante Axial lb/in lb/in lb/in lb/in A C ESFUERZOS EN EL PUNTO A POR TRACCION X = lb/in Y = 0 lb/in τ XY = lb/in A τ XY X [9]

10 ESFUERZOS EN EL PUNTO C POR COMPRESION X = lb/in Y = 0 lb/in τ XY = lb/in C τ XY X 6. Obtencion de los esfuerzos principales normales y cortantes para el punto A de la seccion critica x y x y ( ) max = ± + ( τ ) min x y ( τ ) max = ± + ( τ ) min + xy xy n = x + y [10]

11 Magnitud para el punto critico en la seccion solida max = psi min = psi τ max = psi τ min = psi n = psi Direccion de esfuerzos normales principales: Tanθ = τ x xy y = x + y x y = + cosθ τ xy θ sen Sustituyendo en ecs anteriores: Tanθ= θ= -6. grados θ= grados = psi [11]

12 Representa al esfuerzo normal maximo por lo que θ representara su direccion. θ = θ grados Por lo que; θ = θ = grados Direccion de esfuerzos cortantes principales: Tan θ s x y x y = τ = sen θ + τ xy cos θ τ xy Tanθ s = θ s = 63.8 grados θ s = 31.9 grados τ = psi [1]

13 Representa al esfuerzo cortante maximo por lo que θ representara su direccion. θ = θ s1 = 31.9 Por lo que; θs = θs = 11.9 grados 7. RESULTADOS Tabla de resultados para la seccion solida; 8. Calculo del Factor de Seguridad ESFUERZOS psi Grados max = min = τ max = τ min = n = [13]

14 Material propuesto: de tabla A16-6 (A-36)[MOTT] Caracterisiticas mecanicas del material Material Acero 100 Laminado en caliente Resistencia a la cedencia 07 Mpa psi Resistencia ultima 379 Mpa psi calculando factor de seguridad: F.S. = yp / max = es acetable o no? propuestas de solucion: A) Geometria B) Material C) Carga 9. Que solucion propone? [14]