practica resistencia

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESIME UNIDAD AZCAPOTZALCO

LABORATORIO DE ANÁLISIS EXPERIMENTAL DE ESFUERZOS

Laboratorio de Resistencia de Materiales

Ing. RUIZ CANO JAIME

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Practica #2Esfuerzo Cortante en Materiales.


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Nombre: Cervantes Rivas Jessica


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Boleta: 2015361108

Grupo: 4RV1

Una palanca está unida al eje de una válvula de compuerta de acero con una chaveta cuadrada como se muestra a la figura, si el esfuerzo cortante en la chaveta no debe sobrepasar 125MPa determine la dimensión mínima “a” que debe usarse si la chaveta tiene 20 mm de longitud.


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Al analizar el planteamiento nos damos cuenta que la chaveta está evitando el giro de la palanca por lo tanto al hablar de tendencia a girar se habla de momento y se realiza la siguiente ecuación tomando como referencia el eje de rotación:


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∑Mo=0=−1KN (625mm)+R A

RA=25KN

Si se sabe que el esfuerzo máximo será igual a 125 MPa y tomando en cuenta la ecuación para obtener esfuerzo cortante se obtiene.

125MPA=VA

=25KNA

Como se observa en la siguiente figura el área será igual a la longitud de su lado por la profundidad de la chaveta:


aaaaaaaaaaaaaaa

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A=a (.02m)

Se sustituye y obtenemos:

125MPA= 25KNa(.02m)

Al despejar:


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a (.02)= 25KN125MPA

a= 25KN125MPA (.02m)

a=0.01m


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Una prensa hidráulica perforadora de 220 463 lb de fuerza aplicada se usa para perforar una placa de acero de .5 in de espesor como se ilustra en la fig. , si la resistencia promedio al corte por perforación es de 40 Klb/in2 determine el diámetro máximo del agujero que puede hacerse.


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El planteamiento nos indica que debemos obtener el diámetro máximo con una carga de 220 463 lb sin que se fracture contamos con los siguientes datos:

τ=40 Klb¿2

(esfuerzocortante )

V=220463lb ( fuerzacortante)

Tomando en cuenta que mi área será el área sombreada como a continuación se ilustra obtenemos:

A=π (d ) x .5∈¿


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Al aplicar la fórmula de esfuerzo cortante:

τ=VA

Despejamos el área y se obtiene:

A=Vτ


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Sustituyendo datos: π (d ) x .5∈¿ 220463 lb40000 Lb/¿2

Al despejarse el diámetro:

d=5.511¿2

π ¿¿

d=3.5∈¿


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Una carga "p" se aplica a una varilla de acero soportada por una placa de aluminio en la que se ha perforado un barreno de .6 in de diámetro. Si se sabe que el esfuerzo tangencial no debe exceder de 18ksi en la varilla de acero y de 10 ksi en la placa de aluminio determine la carga máxima "p" que puede aplicarse a la varilla y la carga máxima "p" que se puede aplicar en la placa.


1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in 1.6 in

.4

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P

.4 in

.25 in

.6 in

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A continuación analizaremos si se busca el esfuerzo cortante en la varilla, el área afectada será solo su diámetro y el espesor de la parte superior del barreno como se muestra a continuación:


Diámetro de la varilla

Espesor de la varilla

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En cambio sí se busca el esfuerzo cortante en la placa de aluminio, el área afectada será el diámetro de la parte superior del barreno cortando el espesor de está.


P

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Tomando en cuenta lo anterior se analizaran individualmente los esfuerzos.

Para el esfuerzo cortante de la varilla:


Diámetro que será cortado por el barreno, atravesando la lámina de aluminio

Espesor de la lámina de aluminio

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Área:

A=.6π (.4)

A=0 .753¿2

Se sabe que el esfuerzo máximo es de 18ksi para la varilla y utilizado la fórmula de esfuerzo cortante obtenemos

τ=VA

Despejamos la fuerza cortante y se obtiene:

V=AxT


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Sustituyendo

V=.753 ¿2(18000 psi)

V=13550 psi=13.55 ksi

Para el esfuerzo cortante en la placa

Área:

A=1.6 π (.25)


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A=1.256¿2

Se sabe que el esfuerzo máximo es de 10ksi para la varilla y utilizado la fórmula de esfuerzo cortante obtenemos

τ=VA

Despejamos la fuerza cortante y se obtiene:

V=AxT

Sustituyendo:

V=1.256 ¿2(10000 psi)


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