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FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
Práctica Calificada N 1
Esfuerzos
Apellidos y Nombres: ………………………………………………………………….
Fecha:………………. Sección:……………….. Turno:……………………
1. Un tubo de aluminio está rígidamente sujeto entre una
barra de bronce y una de acero. Las cargas axiales se
aplican en las posiciones indicadas. Determine el
esfuerzo de cada material.
2. Determine el máximo peso que pueden soportar los
cables mostrados en la figura. Los esfuerzos en los
cables AB y AC no deben exceder 100 MPa y 50 MPa,
respectivamente. Las áreas transversales de ambos son:
400 mm2 para el cable AB y 200 mm2 para el cable AC.
3. Todas las barras de la estructura articulada tienen una
sección de 30 mm por 60 mm. Determine la máxima
carga P que puede aplicarse de modo que los esfuerzos
no excedan de 100 MN/m2 en tensión ni de 80 MN/m2 en
compresión.
4. Dos varillas sólidas de sección circular están soldadas en
B. Determinar el esfuerzo normal en el punto medio de
cada varilla.
5. Dos varillas sólidas de sección circular están soldadas en
B. Determinar el esfuerzo normal en el punto medio de
cada varilla.
6. Un tubo de acero se encuentra rígidamente sujeto por un
perno de aluminio y otro de bronce. 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 100 MPa en el
bronce.
7. Sabiendo que la parte central de la varilla BE tiene una
sección rectangular uniforme de 12 x 25 mm, determinar
la magnitud P de las fuerzas para las cuales el esfuerzo
normal en dicha parte de BE es + 90 MPa.
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8. Para la armadura mostrada, determinar el esfuerzo en los
miembros GE, GC y BC. El área de la sección transversal
de cada uno es de 1000mm2
9. Cada una de las cuatro barras articuladas verticales tiene
una sección transversal uniforme de 10 x 36 mm.
Sabiendo que cada pasador tiene un diámetro de 9 mm,
determinar el valor máximo del esfuerzo normal medio en
las barras articuladas que unen (a) los puntos B y D, (b)
los puntos C y E.
10. Sabiendo que = 40° y P = 650 lb, determinar:
a. El diámetro del pasador en B para el cual el
esfuerzo cortante promedio en el pasador es de
6 Klb/pulg2
b. El esfuerzo de apoyo correspondiente del
elemento AB en B y
c. El esfuerzo de apoyo correspondiente en cada
soporte en B
11. La barra articulada BD consta de una barra de acero con
una sección transversal uniforme rectangular de 12 x 40
mm. Sabiendo que cada pasador tiene un diámetro de 10
mm, determinar el valor máximo del esfuerzo normal
promedio en la barra articulada cuando (a) α=o°, (b) α =
90°.
12. Se aplican dos fuerzas de 1.5 klb, dirigidas
horizontalmente hacia la derecha, al pasador B del
conjunto mostrado. Sabiendo que se usa un pasador de
0.6 pul de diámetro en cada conexión, determinar el valor
máximo del esfuerzo normal promedio en (a) la barra
articulada AB, (b) la barra articulada BC.
13. Dos cables de acero AB y BC, sostienen una lámpara
que pesa 18 lb. El alambre AB forma un ángulo = 34°
con la horizontal y el alambre BC está a un ángulo =
48°. Ambos alambres tienen 0,030 in de diámetro.
Determine los esfuerzos de tensión AB y BC en los dos
alambres.
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14. Tres placas de acero, cada una de 16 mm de espesor,
están unidas con dos remaches de 20 mm.
a) Si la carga es P = 50 KN ¿cuál es el esfuerzo
cortante máximo que actúa sobre los remaches
b) Si el esfuerzo cortante último para esos remaches es
180 MPa ¿Qué fuerza P ult se requiere para hacer
que los remaches fallen por corte? ( No tenga en
cuenta la fricción entre las placas )
15. Se conectan dos barras de sección transversal
rectangular, de espesor t = 15 mm, mediante un tornillo
en la forma que indica la figura. El esfuerzo cortante
admisible en el tornillo es 90 MPa y el esfuerzo de carga
admisible entre el tornillo y las barras promedio es 150
MPa.
Si la carga de tensión P = 31 KN ¿Cuál es el diámetro
mínimo requerido del tornillo ?
16. Para la junta taslapada, determine la máxima carga P que
puede aplicarse con confianza si el esfuerzo cortante en
los remaches está limitado a 60 MPa, el esfuerzo de
contacto en las placas, a 110 MPa, y el esfuerzo de
tensión medio en las placas, a 140 MPa.
17. Una viga horizontal AB está sostenida por un puntal
inclinado CD, y soporta una carga P = 2500 lb en la
posición que indica la figura. El puntal, formado por dos
barras, está articulado en la viga mediante un tornillo que
atraviesa las tres barras en la junta C.
Si el esfuerzo cortante admisible en el tornillo es 14000
lb/pul2 ¿Cuál es el diámetro mínimo requerido en el
tornillo?
18. Una armadura simétrica consiste en tres barras
articuladas y está cargada por una fuerza P. El ángulo
entre las barras inclinadas y la horizontal es =48º. La
deformación unitaria axial en la barra de en medio se
mide y resulta de 0.0713. Determine el esfuerzo de
tensión en las barras laterales, si son de aleación de
aluminio cuyo diagrama esfuerzo-deformación se ve en la
figura 1-13 (exprese el esfuerzo en unidades inglesas).
19. Una grúa de carga está formada por una viga de acero
ABC soportada por un cable BD, y está sometida a una
carga P. El cable tiene un área transversal efectiva A =
0.471 pulg2. Las dimensiones de la grúa son H = 9 pies,
L1 = 12 pies y L2 = 4pies.
a. Si la carga P = 9000 Lb ¿Cuál es el esfuerzo de
la tensión promedio en el cable?
b. Si el cable se estira 0.382 pulg. ¿Cuál es la
deformación unitaria promedio?
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20. Una placa de acero con dimensiones 2.5 x 1.2 x 0.1 m es
izada con una eslinga que tiene una horquilla en cada
uno de sus extremos. Los pasadores que atraviesan las
horquillas tienen 18 mm de diámetro, y están a 2.0 m de
distancia. Cada mitad del cable forma un ángulo de 32°
con la vertical. Para estas condiciones, determine el
esfuerzo cortante promedio tprom en los pasadores, y el
esfuerzo de soporte promedio b entre la placa de acero y
los pasadores.
21. Dos barras planas se cargan en tensión con fuerzas P, y
se empalman con dos placas rectangulares y dos
remaches de 5/8 pulg de diámetro. Las barras tienen B=
1.0 pulg de ancho, excepto en el empalme, donde son
más anchas, y el espesor es t= 0.4 pulg las barras son de
acero con un esfuerzo último en corte y en compresión
para el acero de remache son 25 klb/pulg2 y 80 klb/pulg2,
respectivamente.
Determine la carga admisible Padm si se desea tener un
factor de seguridad de 2.5 con respecto a la carga última
que se podría soportar (Tenga en cuenta la tensión en las
barras, el corte en los remaches y la compresión entre los
remaches y las barras. No tenga en cuenta la fricción
entre las placas)
Doc. Ing. Carlos E. Castillo Saavedra