PROBLEMAS DE MATERIALES 2

P1. Una barra de acero tiene un mdulo de elasticidad de 1,6x 10/cm y una resistencia a la fluencia de 2700 kg/ cm.

a) Que carga podr ser soportada por una barra de 2 cm. de dimetro sin deformacin permanente, comprela con una barra de seccin cuadrada cuyo lado mide 2 cm.b) Si para un largo de 2,5 m. se permite una elongacin mxima de 0,15 cm. Cunta carga podr aplicarse a la barra de 2 cm. de dimetro?

P2. Un bloque de Al tiene una seccin transversal rectangular y se somete a una fuerza de comprensin axial de 8 (Klbf). Si el lado de 1,5 (in) cambia su longitud a 1,500132 (in) determine la razn de Poisson y la nueva longitud del lado de 2 (in). EAl = 10 (10) (Ksi).

P3. Para la siguiente tabla de valores calcule:

Carga (kgf)Deformacin (cm/cm)

60000,002

150000,005

260000,009

350000,012

42000 0,014

510000,017

520000,024

580000,031

650000,047

580000,065

470000,08

400000,082

a) Resistencia a la traccinb) Resistencia a la fluenciac) Resistencia a la roturad) Ductilidade) Mximo esfuerzo sin quedar deformado permanentemente.

Area inicial = 10 mm

P4. La barra AB es absolutamente rgida y esta soportada por tres varillas, las varillas extremas son de acero tiene una seccin transversal de 3cm; la central es de cobre y de una seccin de 9cm, todas las varillas tienen 2.10m de longitud e igual separacin, el mdulo de elasticidad para el acero es de 2.1x106 Kg f/cm y para el cobre 1.2x106 Kgf/cm, despreciar el peso de la barra. Las cargas estn centradas entre las varillas. Encontrar los esfuerzos en cada una de las barras.

P5. Un tubo de Aluminio de 2.0m de largo y 240mm de dimetro exterior, con un espesor de pared de 10mm es usado como columna y solicitado con una carga centrada axial de 640 kN. Sabiendo que su mdulo elstico es 73 GPa y el coeficiente de Poisson de 0.33, determine: El cambio de longitud, de dimetro y espesor de pared del tubo.

P6. Un sistema de tres barras se emplea para sostener una masa M de 5000 kg como se muestra en la fig., las barras A y C son de 13 mm de dimetro y la B de 20mm. Encontrar los esfuerzos en estos elementos.

P7. Una barra cuadrada de 10mm. x 10mm. , que se obtiene de una sper aleacin de nquel, presenta una longitud de calibracin de 40mm. Los resultados de su prueba a la tensin son los siguientes

CARGA (N)DISTANCIA ENTRE MARCAS (MM)

040.0

43.140.1

86.240.2

102.040-4

104.840.8

109.641.6

113.842.4

121.344.0

126.946.0

127.648.0

113.8 (Fractura)50.2

De la curva esfuerzo-deformacin calcular:

a) El mdulo de elasticidad en GPa y Psi.b) La elongacin.c) El esfuerzo de fluencia a 0.2%, en Mpa y Psid) La resistencia a la traccin en Mpa y Psi.

P8. Se realiza un ensayo de traccin a una probeta de latn con 10 mm de dimetro en una longitud calibrada de 50 mm (ver fig.). Cuando la carga P llega a un valor de 20 kN, la distancia entre las marcas de calibracin aument en 0,122 mm. Determine el mdulo de elasticidad del latn y si el dimetro disminuye en 0,00830 mm calcule el valor del coeficiente de Poisson.

P9. Un cilindro de acero se comprime con una fuerza P, segn la fig. Este tiene un dimetro interior de 3,9 y uno exterior de 4,5, el largo es de 5, con un mdulo elstico de 30.000 kLbf/in2. Cuando la fuerza P aumenta de cero a 40 kLbf, el dimetro exterior aumenta en 455x10-6 pulgadas. Determine el aumento en el dimetro interior, en el espesor de la pared y la relacin de Poisson para este acero.

P10. Una barra de polmero con un mdulo elstico de 400 kLbf/in2 y un coeficiente de Poisson de 0,4, posee un dimetro exterior de 3,5 y se encuentra en el interior de un tubo de acero cuyo dimetro interior es 3,51 (ver fig.). La barra de polmero se comprime con una fuerza axial P, determine la magnitud de esta fuerza que permita cerrar el espacio entre la barra de polmero y el tubo de acero.

P11. Una unidad de aislacin de vibraciones consiste en dos bloques de caucho adheridos a la placa AB de acero formando un soporte rgido (ver fig.). Considere para el caucho un esfuerzo de cizalle de 220 Psi y un mdulo de rigidez de 1800 Psi; la fuerza vertical P de 3,2 kLbf causa una cantidad de desplazamiento de 0,1 in en la placa AB. Determine las dimensiones a y b del bloque.

P12. La probeta de la fig. es de acero macizo y tiene un dimetro exterior de 1 en los extremos y en el centro un dimetro exterior de 1. Sabiendo que el modulo elstico es 29x106 Psi, determine la carga P cuando la elongacin es de 0,002 y el alargamiento bajo la misma carga en la zona del centro BC.