problemas alumnos

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PROBLEMARIO

CARGAS AXIALES

1. La siguiente tabla muestra los datos de carga deformacin de un acero de alta resistencia. La probeta tiene un dimetro inicial de 0.505 in y 2 in de longitud inicial. El alargamiento total es de 0.12 in y el dimetro final es de 0.42 in

P ( lb )( ( in )P ( lb )( ( in )P ( lb )( ( in )P ( lb )( ( in )

10000.0002129000.0043144000.0102224000.1108

20000.0006134000.0047152000.013022600Fractura

60000.0019136000.0054168000.0230

100000.0033138000.0063184000.0336

120000.0039140000.0090200000.0507

a) Trazar la grafica

b) Esfuerzo en el limite elstico

c) Esfuerzo de cedencia

d) Esfuerzo mximo

e) Esfuerzo de ruptura

f) Porciento de deformacin

g) Porciento de rea

2. Una viga de 3 pies de longitud se encuentra bajo una carga axial de 4000 lb, determine el rea requerida de la seccin transversal, si permite una deformacin de 0.02 in, su modulo de elasticidad es de 14 000 lb / in2 y su factor de seguridad es de 3.

3. Un hilo de nylon es sometido a 1 lb de tensin, si el modulo de elasticidad es de 5 x 105 lb/in2 y el mximo esfuerzo es de 6 000 lb/in2 Determinar:

a) El dimetro del hilo

b) El % de deformacin.

4. Una barra slida cilndrica de acero con dimetro de 2 cm y longitud de 30 cm se somete a una carga de tensin de 100 Kg, si la relacin de poisson para el acero puede tomarse como 0.3 determinar:

a) El esfuerzo normal

b) El alargamiento axial

c) El dimetro final

E = 2.1x106 Kg/cm25. Una barra de latn de 8 mm de dimetro tiene un modulo de elasticidad de 100GPa, si la longitud es de 3m y se somete a una carga axial de 2 000 N.

a) Determine su alargamiento

b) Cual ser su alargamiento bajo la misma carga, si su dimetro es de 6 mm.

6. Una columna hueca de seccin circular hecha de fierro fundido, soporta una carga de 10000 Kg, el dimetro exterior es de 50 cm y tiene un espesor de 2 cm. Calcular el esfuerzo normal de compresin.

7 Una columna de concreto armado sujeto a compresin y reforzada por 10 varillas de acero de 1.5 cm de dimetro, colocadas en la periferia de una circunferencia de 15 cm de radio, si la carga aplicada es de 30 000 Kg, calcular los esfuerzos inducidos en el acero y el concreto. Eacero = 2 100 000 Kg/cm2,

Econcreto= 140 000 Kg / cm28. Un poste cuadrado de concreto de 8 in por lado y 4 pies de altura, esta reforzada con cuatro barras de acero de in de dimetro. Si Eacero= 2.9 x 107 lb/in2 y la de concreto es de 3.6 x 106 lb/in2 .Hallar los esfuerzos normales en el acero y en el concreto cuando se aplica al poste una carga axial de 150000 lb/in2.I.P.N.

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PROBLEMARIO

DUREZA

1. En la produccin de flechas de acero se requiere que las barras de materia prima que se reciben en el almacn, tengan una dureza de 420 a 450 BHN Si el material se ensaya bajo un mtodo normalizado con una carga 3000 kg Determine el espesor mnimo de la probeta.

2. En un ensayo de dureza vickers se obtuvieron las siguientes lecturas 1.54 y 1.51 mm, si se utilizo una carga de100 Kg, determina los siguientes parmetros:

a) El nmero de dureza

b) Si ser adecuado el espesor de 1/8 in para la carga aplicada.

3. En un bronce se obtuvo un valor de dureza 50 RB, Determinar el espesor mnimo necesario de la probeta.

4. Una probeta de dureza Rocwell C, fue aplicada a una probeta cilndrica con un dimetro de 5/8 in en sla que se obtuvo un resultado de 37 RC determinar:

a) Profundidad de la huella

b) Nmero real de dureza RC

c) Valor correlativo de dureza R30Nd) Esfuerzo a la tensin en Kg/ mm25. Calcular el dimetro de la huella para una prueba Brinell normalizada ( 3000 Kg y 10 mm ) Si se sabe que tiene una dureza de 250 BHN.

6. Se realiza una prueba Brinell normalizada a un material con dureza 48 Rb, Calcular las dimensiones mnimas necesarias de la probeta para poder realizar la prueba.

7. Se realiza una prueba Rocwell C a una pieza cilndrica de 3/8 in, obtenindose una dureza de 42 Calcular:

a) Profundidad de la huella

b) Dureza real

c) Resistencia a la tensin en Kg / mm28. Se realiza una prueba de dureza vickers con carga de 30 kg , la longitud de las diagonales son 0.481 y 0.497 mm. Calcular el nmero de dureza.

9. Se efectuaron algunas pruebas de dureza en una muestra de metal, y se registraron los siguientes resultados:

a) Al utilizar la prueba de diamante vickers, con carga de 30 Kg, las longitudes medias de las diagonales fueron: 1 impresin 0.527 mm; 2 impresin 0.481 mm; 3 impresin 0.497 mm

b) Al utilizar la prueba Brinell, con esfera de 10 mm y carga de 3000 Kg, el dimetro de la huella fue de 4.01 mm.

Calcular el nmero de dureza Vickers y Brinell del material.

10. Las cargas utilizadas normalmente en las pruebas de diamante Vickers son 1, 2.5,5, 10, 20, 30 y 50 Kg. Si la estimaciones son ms exactas cuando las diagonales de la impresin son de aproximadamente 0.5 mm, Qu cargas debern seleccionarse para las pruebas de:

a) Muestras de aluminio con durezas del orden de 20 HV

b) Muestras de latn con durezas del orden de 60 HV

c) Muestras de acero con durezas del orden de 200 HV

11. Un acero con una resistencia mecnica de 110 Kg/mm2 requiere ser inspeccionado por dureza brinell, la presentacin de este acero es en lminas con un espesor de 0.88 mm determina si:

a) Ser confiable el ensayo brinell con una carga de 500Kg.

b) En caso contrario que mtodo alternativo Rockwell debe aplicar.

PROBLEMARIO

CARGAS TRANSVERSALES

1. Calcular el nmero de tornillos que deben sujetar un material que soporta una carga de 15700 Kg y soporta un esfuerzo al corte de 850 Kg/cm2 si cada tornillo tiene un dimetro in. Considerar un factor de seguridad de 2.

2. Se desea transportar un peso de 829 000 lb. Y se utiliza un remolque sujeto por unos pernos de 12.7mm de radio, si se realiza un ensayo con el mismo material obtenindose los siguientes datos:

Dimetro de la probeta 15mm, carga de 2500 Kg. Calcular

a) El numero de pernos que se necesitan para soportar dicha carga.

b) Considerar un factor de seguridad de 2.

3. Para transportar un peso de 400 000lb se utilizo un remolque sujeto al perno de 3/8 in de radio y el esfuerzo al corte es de 4 700 Kg/cm2 Podr soportar dicho peso sin provocar el corte?

4. Cual ser el dimetro del punzn a utilizar y la distancia entre apoyos para un ensayo de doblez guiado a una probeta con soldadura transversal a la cara con espesor de 15 mm.

5. Una flecha slida de acero de 1 m de longitud y 10 cm de dimetro soporta un momento torsor de 20000 Kg cm calcular:

a) El esfuerzo al corte que soporta.

b) La deformacin unitaria que sufre si el valor de G= 800 000kg/cm2.

6. La flecha de 0.755 in de dimetro de un motor elctrico desarrolla 0.5 HP a 1740rpm determinar el momento torsor y el esfuerzo cortante producido en la flecha.

7. Calcular el dimetro y la longitud de una flecha que transmite una potencia de 50 HP a una velocidad de 200rpm, si se le permite un ngulo de deformacin 0.012 radianes, el esfuerzo al corte permitido es de 600kg/cm2 y el modulo de rigidez es de 800 Kg/cm2.

8. El motor de un helicptero entrega 600 HP a una flecha de 2 pies de longitud, las aspas giran a 1200rpm. Calcular:

a) El dimetro de la flecha si el esfuerzo permisible es de 8000lb/in2.

b) La deformacin unitaria que sufre si el ngulo de torsin es de 0.05 rad.9. Una flecha de in y una longitud de 7 in. Sabiendo que el modulo de rigidez de un material es de 8.2X103 Kg/cm2 y que desarrolla 120 rpm. Calcular:

a) El ngulo de torsin en radianes y grados.

b) El momento polar de inercia.

c) La potencia transmitida en HP.

d) El porciento de alargamiento.

10. El modelo de rigidez para un material es de 840 000 Kg/cm2 y el esfuerzo cortante es de 100 Kg/cm2. Calcular la longitud de la flecha y el dimetro para que transmita una potencia de 100 HP a 250rpm.

11. Un motor de ventilador entrega 150 watt de potencia a las aspas cuando gira a 18 rps. Determine el dimetro de la flecha que se puede utilizar. (t = 80 000 Pa) 1 HP= 750 w.

12. Una viga de seccin rectangular de 60 x 30 mm se ha diseado para que resista un momento de 40N m Cul es el esfuerzo flexionante?a) Con carga a los medios

b) Con carga a los tercios

c) En voladizo13. Una viga de madera de 6x10 in, el esfuerzo flexionante es de 1800 lb/in2 y el moduelo de elasticidad es de 1 900 000lb/in2, si soporta una carga a lo tercios de 2800lb. Encontrar el momento de flexin y la deflexin mxima.

14. Qua carga a los tercios soporta una viga de concreto de seccin cuadrada de 50cm y 6m de longitud, la deflexin mxima debe de ser in, y el modulo de elasticidad es de 180 000 Kg/cm2.

15. Calcular la seccin transversal de una viga de 8 m de longitud que se le aplica una carga a los dos medios de 2 500 Kg, y permite una flecha mxima de 10mm y E= 840 000 Kg/cm2.

16. Una viga simplemente apoyada con distancia entre claros de 400 cm de seccin transversal rectangular de 5 x 10 cm soporta una carga a los medios de 1000 Kg. Calcular el esfuerzo flexionante si:

a) La base es de 5cm y la altura es de 10cm.

b) La base es de 10cm y la altura de 5cm.I.P.N.

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PROBLEMARIO

CARGAS DINAMICAS

1. Determina el modulo de resilencia para un acero sujeto a traccin el cual present un esfuerzo en el lmite de proporcionalidad de 2100 Kg/cm2 y una deformacin unitaria de 0.011 in/ in

2. Calcula el modulo de resilencia de un material que tiene una carga de 5500 Kg en el limite elstico, la probeta tiene dimetro de 20 mm y una deformacin unitaria de 0.025 pulg / pulg.3. Calcula el ngulo final en un ensayo Izod si la energa absorbida por la probeta fue de 43 J.

4. Calcula el ngulo final en un ensayo Charpy si la energa absorbida por la probeta fue de 72 J.

5. Calcula el ngulo final en un ensayo Izod si la energa absorbida por la probeta fue de 38 J.

6. Calcula la energa absorbida por la probeta, en un ensayo Izod si el ngulo final fue de 45.8

7. Calcula la energa absorbida por una probeta, en un ensayo Charpy, si el ngulo final es de 85.2

8. Que ngulo final del pndulo de impacto se obtendra para un material que presenta una tenacidad de 15.5 J, si el ensayo aplicado es Izod.

9. Determina a que temperatura debe estar un material sujeto a cargas de impacto para que presente una tenacidad de 48 J; si a una temperatura de 29 C tiene una energa de 25 J, y en esa regin de la curva de transicin la energa de ruptura varia 2J por cada 10 F.

10. Un material tiene una energa de ruptura de 12 J a 7 C, Calcula la energa de ruptura a 128 C si la variacin es de 1.5 J por cada 2 F11. Calcula la temperatura a la cual un material tendr una energa de ruptura de 180 Joules, si se sabe que a 20 C tiene una energa de ruptura de 21 Joules, el comportamiento del material es de por cada grado centgrado aumenta 1.5 Joules.12. La energa de ruptura de un material es de 23 J a 12 C, Calcula la energa de ruptura a 350 C, si la variacin es de 2.1 por cada 7 F.

13. En un ensayo de impacto a 27 C una probeta tiene una energa de 15 Joules, este material se ocupara para recubrimiento de un horno que operara a 300 C, calcula la engra a esta temperatura si la variacin es de 1 Joule por cada 3 F.14. Determina la mejor combinacin material - lubricante de un ensayo de desgaste si se utilizo una probeta de 45 mm de radio, con un empuje de 80 Kg - cm y se obtuvieron los siguientes datos de momentolubricante 1lubricante 2lubricante 3

material 13.0 Kg cm2.8 Kg cm3.1 Kg cm



15. Determina la mejor combinacin material - lubricante de un ensayo de desgaste, si se utiliz una probeta de 36 mm de radio y un empuje de 60 Kg, donde se obtuvieron los siguientes datos de momentoLUBRICANTE 1LUBRICANTE 2LUBRICANTE 3

MATERIAL 19.5 Kg - cm9.2 Kg - cm8.5 Kg - cm



RADIOGRAFA INDUSTRIAL1. Se requiere radiografiar una pieza de acero cuyo espesor es de 2.500, indica el nmero de identificacin que debe tener en penetrmetro a utilizar, as como el valor de los tres dimetros de los barrenos del mismo.2. Par la exposicin radiogrfica de una placa de acero de 11 a una distancia focal de 90 cm, se requiere conocer lo siguiente:

1. El tiempo de exposicin adecuado a 70 cm.

2. El tiempo de exposicin a la distancia real.

NOTA: La pelcula es de tipo 2 y un equipo de 150 a 240 KV y de 3 a 5 mA.

3. Para la exposicin radiogrfica de una placa de acero de 1 a una distancia focal de 90cm. Se requiere conocer lo siguiente:

A) El tiempo de Exposicin a la distancia real.

B) El tiempo de exposicin adecuado a 70cm.

NOTA: La pelcula es de tipo 2 y un equipo de 150 a 240 KV y de 3 a 5 mA.

4. Una placa de fierro de 30mm de espesor debe verificarse mediante rayos x empleando un KV de 180 y un mA de 4. La pelcula seleccionada es una AGFA Structurix D7, se emplearan pantallas de plomo y la distancia de la fuente al film es de 50cm. Cul es el tiempo de exposicin?

5. Encontrar el tiempo de exposicin para un material ferroso, utilizando para ello el diagrama de exposicin para el iridio 192 para los siguientes datos: Material Fe, espesor 30mm, dist. Focal 900mm, istopo Iridio 192, actividad 110 Curies y pelcula 2/DF/AA.

6. Si e esta realizando una exposicin radiogrfica y se observa una intensidad de radiacin de 65 m rem/h a 11 m, establezca las distancias a las cuales se tendr una intensidad de 100, 5 y 2 m rem/h.

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