Resistencia de Materiales para IME

INGENIERÍA MECÁNICO - ELÉCTRICA

Resistencia de Materiales para IME

2024-II

[pic 1]

Esfuerzos axiales: Cuestionario

No olvide seguir las pautas publicadas en canvas. Todos los apartados requieren una respuesta en simulación excepto las preguntas teóricas y aquellas que especifiquen lo contrario.

Ejercicio 1 – 8.5p

Figura 1

En la figura 3, se aprecia una simulación. La sujeción en el extremo de dos piezas es de geometría fija. La fuerza aplicada en uno de los agujeros es de 5kN y las 3 piezas están unidas con un pasador. Responda a las siguientes preguntas y justifique su respuesta con la teoría del curso.

1.   ¿Es la zona señalada en la figura 2 la única en todo el sistema que presenta un esfuerzo superior a los esfuerzos normales promedios? Explique su respuesta a partir de la teoría del curso y, en caso de que no sea la única, enumere las otras zonas - 2p.

Figura 2

2.   Al elaborar un corte, tal como se muestra en la figura 3, se aprecia una diferencia en el esfuerzo que soporta la pieza en su zona media. ¿Por qué sucede esto? - 2p.

[pic 2]

Figura 3

3.   En la figura 4, se han medido los esfuerzos tras elaborar un corte en la pieza 1. El componente de esfuerzo es el esfuerzo axial. Nótese cómo incluso en la parte inferior de la pieza, hay una lectura de esfuerzo negativo. ¿Cómo explica esto? Utilice la estática y gráficos para demostrarlo. - 2p.

Figura 4

4.   Tras mirar los resultados de la simulación en la figura 1, es fácil darse cuenta de que los esfuerzos en la pieza 1 son mayores a los de la pieza 2 y 3. ¿Por qué sucede esto si tienen la misma geometría y el mismo material? - 2p.[pic 3]

5.   En la figura 5, se aprecia una placa siendo traccionada en el eje z. La componente de desplazamiento que se está leyendo es en el eje X. Bajo estas condiciones de carga, ¿qué le sucede a la pieza? ¿Por qué hay una zona roja y una zona azul? ¿En qué se diferencian? Utilice los ejes de SolidWorks para explicar – 0.5p.

Figura 5

Ejercicio 2 – 4p

Un aparato para prueba de tracción debe ser construido para soportar una carga máxima de

220,000 N. El diseño requiere dos postes de soporte cilíndricos, cada uno de los cuales debe soportar la mitad de la carga máxima. Asuma que la longitud de los postes es de 1.20 metros.

Figura 5

Además, se utilizarán barras redondas de acero al carbono simple (1045) pulidas y rectificadas; las resistencias mínimas a la fluencia y a la tracción de esta aleación para su estado de suministro son 310 MPa (45,000 psi) y 565 MPa (82,000 psi), respectivamente. Se pide determinar lo siguiente:

a)   Especifica un diámetro adecuado para estos postes de soporte, asuma un factor de seguridad de 5 a la fluencia. Una vez calculado, cree dicha pieza en el software y verifique que el diámetro es el correcto mostrando el esfuerzo normal promedio con la simulación - 2p.[pic 4]

b)   Asuma que el poste ahora es de acero A-36. Calcule el área de la sección recta del poste tras someterse a un esfuerzo de 100 MPa – 2p.

Ejercicio 3 – 4p

En un ensayo de tracción realizado en la máquina del ejercicio anterior, se necesita analizar el comportamiento de dos materiales distintos.

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