CAP III Seminario de Carga Axial
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8/19/2019 CAP III Seminario de Carga Axial http://slidepdf.com/reader/full/cap-iii-seminario-de-carga-axial 1/7 Problemas propuestos Cap. III : Carga axial PREGUNTA Nº 1: La barra DA es rígida y en un principio se mantiene en posición horizontal cuando el peso W se sostiene desde C . Si el peso ocasiona que B se desplace hacia abajo 0.027 pulg, determine la deformación unitaria normal en los alambres DE y BC . Además, si los alambres están hechos de acero con módulo de elasticidad de 29X10 3 ksi, y tienen un diámetro de 0.08 pulg, determine el peso W .
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Problemas propuestos
Cap. III : Carga axial
PREGUNTA Nº 1:
La barra DA es rígida y en un principio se mantiene en posición horizontal cuando el peso W se
sostiene desde C . Si el peso ocasiona que B se desplace hacia abajo 0.027 pulg, determine la
deformación unitaria normal en los alambres DE y BC . Además, si los alambres están hechos de
acero con módulo de elasticidad de 29X103 ksi, y tienen un diámetro de 0.08 pulg, determine
el peso W .
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P
35 pulg
50 pulg
320 mm
040 mm 32 mm
28 mm
PREGUNTA Nº 2:
Un tubo de aluminio CD, de 35 pulg de longitud, cuya sección transversal tiene una superficie
de 1.75 pulg2, está soldado a un apoyo fijo A y a una tapa rígida B. La barra de acero EF , de 0.75
pulg de diámetro, está soldada a la tapa B. Usando las propiedades mecánicas del aluminio
2014-T6 para el tubo, y del acero A36 para la barra EF , determine:
a) La energía de deformación total del sistema cuando la carga P alcanza el valor de 7
kips.
b) La densidad de energía de deformación correspondiente en el tubo CD.
c)
La densidad de energía de deformación correspondiente en la barra EF .
PREGUNTA Nº 3:
Un tubo de aluminio 2014-T6 con una longitud de 320 mm, un diámetro exterior de 40 mm y
un diámetro interior de 32 mm puede cerrarse en ambos extremos por medio de tapas
roscadas de hilo sencillo con un paso de 2 mm. Con una tapa completamente enroscada, en el
interior del tubo se coloca una varilla sólida de latón rojo C83400 de 28 mm de diámetro, y
después se enrosca la segunda tapa. Como la varilla es ligeramente más larga que el tubo, se
observa que la tapa debe forzarse contra la varilla girándola un cuarto de vuelta antes de que
pueda estar enroscada por completo. Determine:
a) El esfuerzo normal promedio en el tubo y en la varilla.
b) Las deformaciones del tubo y de la varilla.
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2 pies
5 pies
900 lb
6 pies
1 pie
5.5 pies
3 in 3 in 3 in
10 kips 8 kips
PREGUNTA Nº 4:
La carga de 900 lb está soportada por los cuatro alambres de acero inoxidable 304 que están
conectados a los elementos rígidos AB y DC . Determine el ángulo de inclinación de cada
elemento después de aplicar la carga. Los elementos estaban en un principio en posición
horizontal y cada alambre tiene un diámetro de 0.3 pulg.
PREGUNTA Nº 5:
Un tubo de acero A36 con diámetro exterior de 1.5 in y un espesor de 1/8 in se coloca en una
prensa que se ajusta de tal manera que sus quijadas apenas toquen los extremos del tubo sinejercer presión sobre ellos. Luego las dos fuerzas mostradas se aplican sobre el tubo. Después
de la aplicación de estas fuerzas, la prensa se ajusta para disminuir la distancia entre sus
quijadas en 0.005 in. Determine:
a) Las fuerzas ejercidas por la prensa sobre el tubo, en A y en D.
b)
El cambio en la longitud en la porción BC del tubo.
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800 mm
Barra
5 ft
PREGUNTA Nº 6:
El sistema mostrado en la figura está conformado por una barra AB y dos tubos AC y AD. La
barra AB tiene un diámetro de 30 mm, y los tubos AC y AD tienen un diámetro exterior de 30
mm y un espesor de 2 mm. Sabiendo que la barra y los tubos están fabricados de acero A36,
determine las fuerzas desarrolladas en la barra y en los tubos cuando la temperatura aumenta
70C.
PREGUNTA Nº 7:
Un poste de concreto de baja resistencia, de 5 ft de longitud, está reforzado con cuatro varillasde acero A36, cada una de 5/8 in de diámetro. Determine los esfuerzos normales que se
inducen en el acero y en el concreto debido a una elevación en la temperatura de 90 ⁰F.
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150 mm 270 mm
A = 280 mm2A = 500 mm2
70 mm
PREGUNTA Nº 8:
La varilla de acero ACB está unida a soportes rígidos, y se encuentra si esforzar a una
temperatura de 25 ⁰C. El acero se supone elastoplástico con módulo de elasticidad de 200 GPa
y esfuerzo de fluencia de 250 MPa. La temperatura de ambas porciones de la varilla se eleva
entonces a 160 ⁰C, y luego se procede a enfriar hasta obtener la temperatura de 25 ⁰C. Si elcoeficiente de dilatación térmica del acero es 11.7X10
-6/⁰C, determine
a) La deflexión del punto C cuando la temperatura alcanza el valor de 160 ⁰C.
b) La deflexión permanente del punto C cuando la temperatura regresa a 25 ⁰C.
PREGUNTA Nº 9:
El perno de acero A36 tiene un diámetro de 7 mm y se ajusta a través de una manga de
aluminio 2014-T6 como se muestra en la figura. La manga tiene un diámetro interno de 8 mm
y un diámetro externo de 11 mm. La tuerca A se ajusta de modo que tan sólo se presiona
contra la manga.
a) Si el ensamble está en un principio a una temperatura de 20 ⁰C y luego se calienta a
una temperatura de 110 ⁰C, determine el esfuerzo normal en el perno y en la manga.
b)
Si además del incremento de temperatura indicado en el Apartado a), la tuerca en A se
ajusta girando 1/16 de vuelta, determine el esfuerzo normal resultante en el perno y
en la manga. El paso del perno es de 2 mm por vuelta.
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Latón
0.15 mm 280 mm 32 mm de diámetro
Acero
Sección A-A
55 mm
38 mm
38 mm
1.80 m
25 kN/m
1.00 m2.50 m
PREGUNTA Nº 10:
Un eslabón de latón rojo C83400 y una varilla de acero A36 tienen las dimensiones que se
muestran en la figura a una temperatura de 20C. La varilla de acero se enfría hasta que cabe
con libertad en el eslabón de latón. Posteriormente, la temperatura de todo el ensamble se
eleva entonces a 60C. Determine:
a) El esfuerzo final en la varilla de acero.
b) La longitud final de la varilla de acero.
PREGUNTA Nº 11:
La viga horizontal es rígida y soporta la carga distribuida que se muestra en la figura.
Determine el ángulo de inclinación de la viga después de que se aplica la carga. Cada soporte
se compone de un poste de madera Abeto Blanco con un diámetro de 100 mm y una longitud
original sin carga de 1.80 m.
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P
A
B
C
200 mm
200 mm
PREGUNTA Nº 12:
La barra AB consta de dos secciones cilíndricas AC y BC , cada una con un área de sección
transversal de 1800 mm2. La porción AC está hecha de un acero dulce con módulo de
elasticidad de 200 GPa y esfuerzo de fluencia de 250 MPa; y la porción BC es de acero de alta
resistencia con módulo de elasticidad de 200 GPa y esfuerzo de fluencia de 345 MPa. Unacarga P se aplica en C como se muestra en la figura. Ambos aceros se suponen elastoplásticos.
Determine la deflexión permanente de C si P se incrementa gradualmente desde cero hasta
1000 KN, y al llegar ahí se reduce nuevamente a cero.
