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Propiedades obtenidas del ensayo de tensi6n

6-3

133

Diseiio de una varilla de suspension

EJEMPLO 6-2

Una varilla de suspension debe resistir una fuerza aplicada de 45 ,000 lb. Para garantizar un factor de seguridad suficiente, el esfuerzo maximo permisible sobre la varilla se limit a a 25,000
psi. La varilla debe tener par 10 menos 150 pIg de largo, pero no debe defarm arse elasticamente ma s de 0 .25 pig al apli car la fuerza. Disefie la varilla apropiada ..

SOLUCION
Se puede utilizar la definicion de esfuerzo ingenieril para calcular el area de la secci6 n recta de
la varilla que se requiere :

Ao

F

45,000

(J

25,000

= - = -- =

1.8 pig

1

La varilla se puede producir de diversas formas, siempre y cuando su seccion transversal se a
de 1.8plg ', Para una secc i6n tran sversal circular, el diametro mfnimo par a a segurar que el esfuerzo no sea demasiado grande es :

Ao

nd 2

=4 =

,

1.8 pig'

0

d

=

1.51 pig

La maxima deformaci6n elastica permisible es de 0 .25 pIg. De la definici6n de deforrnacion ingenieril se tiene :
1- 10 l11 0.25
e=--=-=--

1
0

1
0

1
0

De la figura 6-2 la deformacion esperada para un esfuerzo de 25,000 psi es de 0.0025 pig/pIg.
Si se utiliza el area de la seccion transversal anteriormente determinada , la longitud maxima de
la varilla sera
0.0025

l11
1
0

0.25
1
0

= - =-

0

1
0

= 100 pIg

Sin embargo, se ha fijado la longitud mfnima de la varilla como 150 pig . P~ra produ cir una varilla mas larga, se debe hacer mayor el area de laseccion tran sversal de la misma. La deforrnacion mfn ima permitida para la varilla de 150 pig es

l11 0.25
e=- == 0.001667 pig/pIg

1
0

150

EI esfuerzo, de la figura 6-2, es de aproximadamente 16,670 psi, 10 cual es menar al m aximo
de 25,000 psi. La superficie del area transversal mfnima es, par tanto,
Ao

F

45,000

(J

16,670 .

= - = -- =

,
2.70 plg-

A fin de satisfacer tanto los requisitos de esfuerzo maximo como de elongaci6n minima,
la varilla debera tener por 10 meno s 2.7 plg ? de seccion tran sversal , es decir, un diametro de
1.85 pig .

•
6-3 Propiedades obtenidas del ensayo de tension
A partir de un en sayo de tensi6n se puede obtener informacion relacionada con la resistencia,
rigidez y ductilidad de un material.

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Capftulo 6Ensayos y propiedades mecenices

Esfuerzo de cedencia EI esfuerzo de cedencia* es el es fuerzo al cua l la deform acion
plastica se hace imp ort ante. En los metales, es por 1 ge nera l el esfuerzo req uerido par a que las
0
dislocaci ones se des lice n. EI esfuerzo de cede ncia es, por tanto, el es fuerzo q ue divide los co mport ami ent os e lastico y plastico de l mater ial. Si se deseadise fiar un co mpo nente que no se deform e plasticam ente, se debe seleccionar un materi al co n un limit e elastico elev ado, 0 fabricar
el co m pone nte de tarnaiio sufic iente para q ue la fuerza aplicada pr oduz ca un esf uerzo que qu ede por deb ajo del es fuerzo de cede ncia.
En algun os materi ales, el esfuerzo al cual el material cambia s u co mpo rta miento de e lastico a plastico no sedetecta faci lmentc, En es te caso, se determi na un esfuerzo de cedencia
convencional [figura 6-3(a)]. Se traza una Ifnea par alel a a la porcion inicial de la curva es fuerzo-d eforrnacion , pero desplazada a 0.002 pIg/pIg (0.2%) del ori gen . EI esfuerzo de cede nc ia
con vencion al de 0.2% es el esfu erzo al cual di cha linea intersec a la cur va esfuerzo -defo rrn acion. En la figura6-3(a), e l Ifmite e las tico co nve ncional de 0.2% para el hierro fundido gris es
de 40, 000 psi.

50. 000

~

Esfuerzo de cedencia

convencional Il.Z'S

I

40.0 00

~

a.
0

:::

Esfuerzo de
cedcncia superio r

/

/

/
/

30.000

/

/

V

I

~

/

/

L[J 20.000

/

/

10.000
0

/

/

/

" 0 .002 pig/pig

V
v

I

0.004

I
0.008...