problema 9.33

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  • 7/23/2019 Problema 9.33

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    PROBLEMA 9.33

    Con frecuencia las ferreteras venden ganchos de plstico que se montan

    sobre paredes con cinta de espuma adhesiva sensible a la presin. Suponga

    que el esfuerzo de diseo mximo permisible en tensin para la cinta es 2 psi.

    a placa posterior tiene una rigidez en flexin !" de #$$ lb%in2& el mdulo de

    elasticidad !a del adhesivo es '$ psi& ( considere la pared rgida en

    comparacin. )Cual es la carga ma(or que soportar el gancho* )Cmo

    cambiara esta capacidad si el gancho se invirtiera& como se muestra en la

    figura b* !xplique la diferencia de las dos configuraciones e indique cul

    comprara. +Sugerencia, como la capa de adhesivo es mu( suave& el esfuerzo

    cortante se soporta sobre un rea grande. Sin embargo& los esfuerzos de

    tensin se concentrarn en el extremo ( donde se aplica el momento- por tanto

    para esta geometra& el anlisis de la viga sobre una base elstica resulta por

    completo real.

    SOLUCION

    /ado que el esfuerzo cortante est sobre un rea grande& dicho esfuerzo es

    casi cero.

    0ara el esfuerzo de tensin por anlisis de una viga elstica es,

    ( ) [ ]{ })()cos()cos(32

    xsenxMxFx

    e

    hEI

    aE

    x

    +

    =

    /onde !a es el mdulo del adhesivo- h es el espesor del adhesivo- 1 la fuerza

    aplicada- el momento aplicado- ! el mdulo de la viga adherente- " el

    segundo momento de inercia del rea de la viga adherente- 3 el ancho de la

    unin& (

    4

    4EIh

    wEa

    =

    !l momento est dado por,

    PPFlM === )1( lb%in

    4eemplazando ( despe5ando 0 de la primera ecuacin,

  • 7/23/2019 Problema 9.33

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    ( ) [ ]{ }

    ( )[ ]{ }

    ( )

    [ ]{ })()cos()cos(

    32

    )()cos()cos(

    32

    )()cos()cos(32

    xsenxxa

    E

    xehEIx

    P

    xsenxxP

    aE

    xehEIx

    xsenxPxPx

    e

    hEI

    aE

    x

    +

    =

    +=

    +=

    6allando el valor de 7,

    1866.04

    )2.0)(100(4

    )75.0(6044

    === in

    EIh

    wa

    E

    Para la situacin a:

    !l ma(or esfuerzo +2$ psi se encuentra en x8$.

    ( )

    [ ]{ } [ ]{ } lb

    sen

    e

    xsenxxa

    E

    xehEIx

    P 464.0)0()0cos(866.0)0cos(60

    03)866.0)(100)(2.0(220

    )()cos()cos(

    32

    =+

    =+

    =

    Para la situacin b:

    !l ma(or esfuerzo est en x89.: in

    [ ]{ } lb

    sen

    e

    P 2.9))5.3)(866.0(())5.3)(866.0cos((866.0))5.3)(866.0cos((60

    )5.3(866.03

    )866.0)(100)(2.0(22 =+

    =

    Se escoge la segunda situacin& porque a pesar del resultado obtenido& para el

    diseo con adhesivos recomienda realizar la unin a superficies m;ltiples para

    ofrecer soporte a las cargas en cualquier direccin. 9?

    del libro de Shigle( recomienda utilizar dispositivos de esta forma& (a que de la

    primera forma la resistencia resultante es mu( pobre.