TRABAJO PRÁCTICO NRO. 8: SOLICITACIONES DE FLEXIÓN PURA

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1 TRABAJO PRÁCTICO NRO. 8: SOLICITACIONES DE FLEXIÓN PURA 1) Los elementos ABC y BD de la silla mostrada están rígidamente conectados en B y el collarín liso en D puede moverse con libertad a lo largo de la ranura vertical. a) Trace los diagramas de fuerza cortante y de momento para el elemento ABC. b) Dimensione dicho elemento considerando que se va a construir en acero estructural o acero dulce normal. a) A qué solicitación se debería de dimensionar la barra AB? b) Qué tipo de verificación habría de realizarse en las uniones A, D y C? c) Le parece que la carga de diseño es la adecuada para este elemento? d) Qué otra verificación cabría realizar en el elemento AC? 2) El eje del carro de ferrocarril está sometido a cargas sobre las ruedas de 20 kip. Si se sostiene mediante dos chumaceras en C y D, determine el esfuerzo flexionante máximo desarrollado en el centro del eje, cuando el diámetro es de 5,5 pulg. 1

2 a) En todas las secciones transversales las tensiones de compresión son iguales a las de tracción en los extremos de las secciones? b) Cuáles son las secciones más eficientes en la flexión? 3) El elemento que tiene una sección transversal rectangular, está diseñado para resistir un momento de 40 N.m. A fin de aumentar su resistencia y rigidez, se propone añadirle dos costillas pequeñas en su parte inferior. Determine el esfuerzo normal máximo en el elemento para ambos casos. a) Entonces : Por qué se considera que se aumenta la rigidez y resistencia de la sección al agregarle esas dos costillas? Y si esas costillas se hubieren agregado en la parte superior en vez de la inferior, qué cambiaría? Y si se agregasen esos refuerzos en ambos lados de la sección? 4) Una viga tiene una sección transversal rectangular y está sometida a la distribución de esfuerzos que se muestra en la fig.. Determinar el momento interno M en la sección causado por la distribución de esfuerzos, para ello a) utilice la fórmula de flexión. b) encuentre la resultante de la distribución de esfuerzos empleando los principios básicos. 2

3 a) Cómo son las dos fuerzas axiales que se establecen en la sección? b) Qué podríamos hacer para aumentar el momento resistente en la viga? Justifique. 5) La viga uniformemente apoyada de la fig. tiene una sección transversal que se muestra en la fig. Determine el esfuerzo flexionante máximo absoluto y dibuje la distribución del esfuerzo sobre la sección transversal en esa ubicación. 3

4 a) Es más eficiente una sección en doble T que una sección rectangular? Justifique 6) La viga mostrada en la figura tiene una sección transversal en forma de canal. Determine el esfuerzo flexionante máximo que se produce en la viga en la sección a-a- a) Qué ocurriría si la carga en vez de ser descendente, hubiese sido ascendente? Sería eficiente esta sección transversal? 4

5 7) La lancha tiene un peso de 2300 lb y un centro de gravedad en G. Si descansa sobre el remolque en el contacto liso A y puede considerarse articulada en B, determine el esfuerzo flexionante máximo desarrollado en el puntal principal del remolque. Considere que el puntal es una viga de caja, que tiene las dimensiones indicadas y se encuentra articulada en C. a) Piense en una sección transversal que sea igualmente eficiente que la propuesta, a fin de reemplazar a la viga de caja. Justifique su elección. 8) La silla se sostiene mediante un brazo que está articulado de manera que gira alrededor del eje vertical en A. Si la carga en la silla es de 180 lb y el brazo es una sección de tubo hueco con las dimensiones mostradas en la figura, determine el esfuerzo flexionante máximo en la sección a-a. a) A qué se denomina rigidez a flexión de una viga?. b) Es la sección a-a la sección más crítica de la barra? 5

6 9) Una parte del fémur puede modelarse como un tubo con un diámetro interno de 0,375 pulg y un diámetro exterior de 1,35 pulg. Determine la máxima fuerza estática elástica P que puede aplicarse a su centro. Suponga que el hueso se apoya en sus extremos sobre rodillos. El diagrama σ Є para la masa del hueso que se muestra en la figura, es el máximo en tracción y compresión. 10) El bastidor o soporte principal en el chasis de un camión se somete a la carga uniforme distribuida mostrada. Determine el esfuerzo flexionante en los puntos A y B. 11) La reacción del terreno sobre el durmiente de una vía puede suponerse uniformemente distribuida en toda su longitud, como se muestra en la fig. Si la madera tiene un esfuerzo flexionante permisible de σ perm = 1,5 ksi, determine el grosor mínimo requerido t del área de la sección transversal rectangular del durmiente con una precisión de 1/8 de pulg. 6

7 12) En la fig se muestra la carga por el peso muestra lo largo del ala de avión. Si el ala se encuentra fija al fuselaje en A, determine las secciones mínimas que debería de tener en la sección más crítica. Considere una tensión σ adm = 70 MPa. Sección rectangular. 13) La viga de madera tiene una sección transversal en la proporción mostrada. Determine su dimensión requerida b si el esfuerzo flexionante permisible es σ perm = 10 MPa. 14a) Si la viga está sometida a un momento interno M = 100 kip.pie, determine el esfuerzo flexionante máximo de tensión y de compresión en la viga. b) Si la viga está fabricada de un material con un esfuerzo permisible de tracción y de compresión (σ perm ) t = 24 ksi y σ (perm)c = 24 ksi, 7

8 respectivamente, determine el momento interno máximo permisible M que puede aplicarse a la viga. 8