Deber 1 MMI - ELECTROMECANICA 1. Un alambre de 100 pies de largo aumenta de longitud 1 pulg. Cuando se le aplica una fuerza de tracción de 1000 lb. ¿Cuál es el módulo de elasticidad si el área de la sección transversal es de 0,05 pulg.²? 2. Demuestre que la deformación de una barra sujeta a una carga axial P es
δ= PL/AE.
3. Determine el alargamiento de un tira de plástico de 0,75 mm de espesor por 12 mm de ancho y 375 mm de longitud cuando se somete a una carga de 90N y se fabrica de a) vidrio con refuerzo refuerzo de ABS, E= 2,5 GPa b) resina fenólica, E= 17,2 GPa GPa 4. Un cilindro hueco de aluminio 2014-T4 tiene un diámetro externo de 2.50 plg. Y un espesor de pared de 0.085 plg. Su longitud es de 14.5 plg ¿Qué fuerza de comprensión axial haría que el cilindro se acorte 0.005 plg. ¿Cuál es el esfuerzo resultante en el aluminio? 5. Se va a diseñar un tirante t irante para un automóvil. Debe soportar una carga repetida de 333500N y no alargarse más de 0.12mm en su s u longitud de 630 mm. Use un factor de diseño de 8 basado en la resistencia máxima y calcule el diámetro necesario de una varilla redonda que satisfaga estos requisitos utilizando a) Acero AISI 1020 laminado en caliente, b) Acero AISI 4140 OQT,
max=
max=
379 MPa,
1590 MPa
c) Aleación de aluminio 6061 –T6. ,
max=
310 MPa.
Compare la masa de las tres opciones 6. La porción sin roscar de un perno de acero tiene 12.0 mm de diámetro. Determine el alargamiento en una longitud de 220 mm si se aplica una fuerza de 17,0 kN. Δl = 0.16 mm 7. Un cilindro de fundición de hierro de 0,50 pulg. de diámetro y 2 pulg. de longitud, se ensaya en comprensión. La falla se produce para una carga axial de 50.000 lb. y sobre un plano inclinado a 40º respecto al eje. Calcúlese la tensión cizallante en el plano de rotura. El mismo cilindro de fundición de hierro se estira en tracción. Hágase una estimación de la carga necesaria para la rotura y del plano sobre el que se producirá. 8. Los reportes de un ensayo de tracción realizado a una probeta de acero cilíndrica de diámetro 0,503 pulg y longitud calibrada 2 pulg, son los siguientes: siguientes: P(Kg)
L( pulg)
0
0
2,5
0,0009
6,5
0,0025
8,5
0,004
9,2
0,0065
9,8
0,0098
12
0,04
14
0,12
14,5
0,25
14
0,35
13.2
0,47
Calcule los parámetros: K y n. 9. Con los datos de tracción reportados en tabla anexa de un acero AISI 1020 con un diámetro inicial de 13 mm y diámetro final de 9 mm y longitud inicial 5 cm y longitud final de 6,875 cm, calcular: limite elástico, esfuerzo de fluencia, esfuerzo máximo, esfuerzo de ruptura, ductilidad, módulo de Young, resiliencia elástica y, tenacidad. P( Kg)
l
(mm)
P( Kg)
l
(mm)
0
0
3110
0,01
570
0,001
3140
0,03
830
0,0015
3120
0,05
1090
0,002
3140
0,06
1380
0,0025
3160
0,12
1650
0,003
3500
0,25
1920
0,0035
4230
0,5
2200
0,004
4460
0,75
2460
0,0045
4560
1
2750
0,005
4460
1,5
3040
0,0055
4300
1,75
3300
0,006
4020
1,875
4020
1,875
10. Para cada una de las condiciones de esfuerzos dado en la tabla, calcule: I. Las tensiones principales ( normal y cizallante) algebraica y g ráficamente?. II. El ángulo que forman las tensiones con el eje principal, 2 .
X
Y
XY
-60 psi 80MPa 80 Mpa 15000psi -10500 psi
10 psi 30 MPa -20Mpa 5000 psi 3400 psi
20 psi 60 Mpa -40 Mpa 4000 psi 5800 psi
E 30 x 106 psi 24 x 10 6 psi E = 207 GPa E = 2,5 GPa 24 x 10 6 psi
ys
0,33 0,33 0,33 0,33 0,33
75 psi 130 Mpa 125Mpa 15000psi 18000 psi