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Deformaciones y propiedades mecánicas de los materiales

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIAFACULTAD DE INGENIERIA ARQUITECTURA Y DISEÑO

CAMPUS ENSENADA 2-5. La viga rígida se sostiene mediante un pasador en A y por medio de los alambres BD y CE. Si la carga distribuida ocasiona que el extremo C se desplace 10 mm hacia abajo, determine la deformación unitaria normal desarrollada en los alambres CE y BD.

UABC Deformaciones y esfuerzos Resistencia de materiales


CAMPUS ENSENADA 2-7. Si la longitud no estirada de la cuerda del arco es 35.5 pulg, determine la deformación unitaria normal promedio de la cuerda cuando se estira hasta la posición indicada.



CAMPUS ENSENADA 2-9. Parte de un mecanismo de control para un avión consiste en un elemento rígido CBD y un cable flexible AB. Si se aplica una fuerza al extremo D del elemento y se produce una deformación unitaria normal en el cable de 0.0035 mm/mm, determine el desplazamiento del punto D. En un inicio, el cable no está estirado.



CAMPUS ENSENADA F3-13.Una barra de 100 mm de longitud tiene un diámetro de 15 mm. Si se le aplica una carga axial de tensión de 10 kN, determine el cambio en su diámetro. E=70 GPa, ν=0.35.



CAMPUS ENSENADA F13-14. Una barra circular sólida que tiene 600 mm de largo y 20 mm de diámetro se somete a una fuerza axial de P=50 kN. La elongación de la barra es δ=1.40 mm y su diámetro se convierte en d´=19.9837 mm. Determine el módulo de elasticidad y el módulo de rigidez del material, suponiendo que este no experimenta cedencia.



CAMPUS ENSENADA 3-25. La barra de plástico acrílico tiene 200 mm de largo y 15 mm de diámetro. Si se le aplica una carga axial de 300 N, determine el cambio en su longitud y el cambio en su diámetro. Ep=2.70 GPa, νp=0.4.



CAMPUS ENSENADA 3-26. El bloque cilíndrico corto de aluminio 2014-T6, que tiene un diámetro original de 0.5 pulg y una longitud de 1.5 pulg, se coloca entre las quijadas lisas de una prensa de banco y se aprieta hasta que la carga axial aplicada es de 800 lb. Determine (a) la disminución de su longitud y (b) su nuevo diámetro.



CAMPUS ENSENADA 3-29. El bloque de aluminio tiene una sección transversal rectangular y está sometido a una fuerza axial de compresión de 8 kip. Si el lado de 1.5 pulg cambia su longitud a 1.500132 pulg, determine la razón de Poisson y la nueva longitud del lado de 2 pulg. Eal=10x103 ksi.



CAMPUS ENSENADA F4-1. La barra de acero A-36 con un diámetro de 20 mm está sometida a las fuerzas axiales mostradas. Determine el desplazamiento del extremo C con respecto al soporte fijo en A.



CAMPUS ENSENADA F4-2. Los segmentos AB y CD del ensamble son barras circulares sólidas, y el segmento BC es un tubo. Si el ensamble esta hecho de aluminio 6061-T6, determine el desplazamiento del extremo D con respecto al extremo A.



CAMPUS ENSENADA F4-3. La barra de acero A-36 con un diámetro de 30 mm está sometida a la carga mostrada. Determine el desplazamiento del extremo A con respecto al extremo C.



CAMPUS ENSENADA 4-7. La carga de 800 lb esta soportada por los cuatro alambres de acero inoxidable 304 que están conectados a los elementos rígidos AB y DC. Determine el desplazamiento vertical de la carga si los elementos estaban en posición horizontal antes de que la carga fuera aplicada. Cada cable tiene un área de sección transversal de 0.05 pulg2.



CAMPUS ENSENADA 4-10. El ensamble consta de tres barras de titanio (Ti-6A1-4V) y una barra rígida AC. El área de la sección transversal de cada barra se muestra en la figura. Si se aplica una fuerza de 6 kip al anillo F, determine el ángulo de inclinación de la barra AC.



CAMPUS ENSENADA 4-31. La columna está hecha de concreto de alta resistencia y seis varillas de refuerzo de acero A-36. Si la columna se somete a una fuerza axial de 30 kips, determine el diámetro requerido de cada varilla de tal manera que una cuarta parte de la carga sea soportada por el concreto y tres cuartas partes por el acero.



CAMPUS ENSENADA 4-33. El tubo de acero se llena con concreto y se somete a una fuerza de comprensión de 80 kN. Determine el esfuerzo normal promedio en el concreto y el acero debido a esta carga. El tubo tiene un diámetro exterior de 80 mm y un diámetro interior de 70 mm. Eac=200 Gpa, Ec=24 Gpa.



CAMPUS ENSENADA 4-36. La barra compuesta de un segmento AB de acero A-36 con un diámetro de 20 mm y segmentos finales DA y CB de latón rojo C83400 con un diámetro de 50 mm. Para cada segmento, determine el esfuerzo normal promedio debido a la carga aplicada.



CAMPUS ENSENADA 4-38. La columna de acero A-36 que tiene un área transversal de 18 pulg 2, esta ahogada en concreto de alta resistencia como se muestra en la figura. Si se aplica una fuerza axial de 60 kip sobre la columna, determine el esfuerzo de comprensión promedio en el concreto y el acero. ¿Qué tanto se acorta la columna si su longitud original es de 8 pies?



CAMPUS ENSENADA 4-43. El ensamble consta de dos barras AB y CD de una aleación de latón rojo C83400 con un diámetro de 30 mm, una barra EG de aleación de acero inoxidable 304 con un diámetro de 40 mm y una tapa rígida G. si los soportes en A, C y F son rígidos, determine el esfuerzo normal promedio desarrollado en las barras AB, CD y EF.



CAMPUS ENSENADA 4-68. Una cinta de agrimensor fabricada de acero se utiliza para medir la longitud de una línea. La cinta tiene una sección transversal rectangular de 0.05 pulg por 0.2 pulg y una longitud de 100 pies cuando T1=60°F y la tensión o jalón sobre la cinta es de 20 lb. Determine la longitud real de la línea se la cinta muestra una lectura de 463.25 pies cuando se utiliza con un jalón de 35 lb a T2=90°F. el piso sobre el que se coloca es plano, αac=9.6x10-6/F, Eac=29x103 ksi.



CAMPUS ENSENADA 4-69. Tres barras, cada una fabricada con diferentes materiales, están conectadas entre si y ubicadas entre dos puntos paredes cuando la temperatura es T1=12°C. Determine la fuerza ejercida sobre los soportes (rígidos) cuando la temperatura es T2=18°C. Las propiedades del material y el área de la sección transversal de cada barra se muestran en la figura.



CAMPUS ENSENADA 4-71. Una tubería de vapor de 6 pies de largo está fabricada de acero A-36 con σy=40 ksi. Se conecta directamente a dos turbinas A y B como se muestra en la figura. La tubería tiene un diámetro exterior de 4 pulg y un espesor de pared 0.25 pulg. La conexión se hizo a T1=70°F. Si se supone que los puntos en que se conectan las turbinas son rígidos, determine la fuerza que ejerce la tubería en las turbinas cuando el vapor y, por consiguiente, la tubería alcanza una temperatura de T2=275°F.



CAMPUS ENSENADA 4-75. Los rieles de acero A-36 con 40 pies de largo se colocan en una vía del tren con un pequeño espacio entre ellas para permitir la expansión térmica. Determine la diferencia necesaria δ para que los rieles solo se toquen cuando la temperatura se incremente de T1=-20°F a T2=90°F. Usando este espaciamiento, ¿Cuál sería la fuerza axial en los rieles si la temperatura se elevara hasta T3=110°F? El área de la sección transversal de cada riel es de 5.10 pulg2.



CAMPUS ENSENADA 4-78. La barra de acero A-36 tiene un diámetro de 50 mm y se encuentra conectada de manera ligera a los soportes rígidos en A y B cuando T1=80°C. Si la temperatura se convierte en T2=20°C y se aplica una fuerza axial de P= 200 kN en su centro, determine las reacciones en A y B.



CAMPUS ENSENADA 4-114. La barra de aluminio 2014-T6 tiene un diámetro de 0.5 pulg y está ligeramente ajustada a los soportes rígidos en A y B, cuando T1=70°F. Si la temperatura llega a T2=-10°F, y se aplica una fuerza axial de P=16 lb en el collarín rígido, como se muestra en la figura, determine las reacciones en A y B.



CAMPUS ENSENADA 4-115. La barra de aluminio 2014-T6 tiene un diámetro de 0.5 pulg y está ligeramente ajustada a los soportes rígidos en A y B, cuando T1=70°F. Determine la fuerza P que debe aplicarse al collarín de modo que, cuando T=0°F, las reacciones en B sea nula.



CAMPUS ENSENADA 4-118. La pija de latón es forzada a entrar en una fundición rígida. Se estima que la presión normal uniforme sobre la pija es de 15 Mpa. Si el coeficiente de fricción estática entre la pija y la fundición m=0.3, determine la fuerza axial en P necesaria para sacar la pija. Además, calcule el desplazamiento del extremo B en relación con el extremo A justo antes de que la pija empiece a deslizarse hacia fuera. E=98 Gpa.



CAMPUS ENSENADA 4-119. El ensamble consta de dos barras AB y CD del mismo material que poseen un módulo de elasticidad E1 y un coeficiente de expansión térmica α1; así como de una barra EF que tiene un módulo de elasticidad E2 y un coeficiente de expansión térmica α2. Todas las barras tienen la misma longitud L y área transversal A. si la viga rígida se encuentra en un principio en posición horizontal a una temperatura T1, determine el ángulo que forma con la horizontal cuando la temperatura se eleva hasta T2.



CAMPUS ENSENADA 4-120. El eslabón rígido se sostiene mediante un pasador en A y dos alambres de acero A-36, cada uno con una longitud sin estirar de 12 pulg y un área en su sección transversal de 0.0125 pulg 2. Determine la fuerza desarrollada en los alambres cuando el eslabón soporta la carga vertical de 350 lb.


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