Resistencia de Materiales

RESISTENCIA DE MATERIALES – INGENIERIA MECANICA – ENERO 2013

Ejercicio 1.
Un tubo circular hueco de bronce ABC soporta un carga P 1 = 26.5 Kpsi que actúa en su parte
superior. Una segunda carga P2 = 22.0 kpsi está distribuida uniformemente alrededor de la placa de
soporte en B. Los diámetros y espesores de las partes superior e inferior del tubo son d AB = 1.25 in,
tAB = 0.5 in, dBC = 2.25in, tBC = 0.375 in, respectivamente. El modulo de elasticidad es 14 000 ksi.
Cuando se aplican las dos cargas, el espesor del tubo BC aumenta en 200 x 10 -6 in.
a) Determine el aumento en el diámetro interior del segmente BC del tubo.
b) Determine la relación de Poisson para el bronce.
c) Determine el aumento en el espesor de la pared d el segmento AB del tubo y el aumento en el
diámetrointerior del segmento AB.
Respuesta: a) ΔdBC = 8 x 10-4 in, b) latón = 0.34, c) ΔtAB = 2.732 X 10-4 in, ΔdAB = 1.366 x 10-4 in

Ejercicio 2.
Una almohadilla de soporte elastomerico que consiste de dos placas de acero unidas a un
elastómero cloropreno (caucho artificial) se somete a una fuerza cortante V durante una prueba de
carga estática. Las dimensiones de la almohadilla son a = 125 mm y b =240 mm y el elastómero
tiene un espesor t = 50 mm. Cuando la fuerza es igual a V = 12 kN, la placa superior se desplaza
lateralmente 8.0 mm con respecto a la placa inferior.
¿Cual es le modulo de elasticidad G en cortante del cloropreno?
Respuesta: G = 2.5 MPa

Ejercicio 3.
Una plataforma de acero que soporta maquinaria pesada se apoya sobre cuatro tubos cortos,
huecos, de fundicióngris. La resistencia última del hierro colado en compresión es 50 ksi. El
diámetro exterior de los tubos es d = 4.5 in y su espesor de pared es t = 0.40 in.
Utilice un factor de seguridad de 3.5 con respecto a la resistencia última, para determinar la carga
total P que puede soportar la plataforma.
Respuesta: P = 294 kips

Ejercicio 4.
Una barra circular de cobre (Eco = 100 GPa, vco = 0.34) yaluminio (Eal = 70 GPa, val = 0.33) tienen un
diámetro de 200 mm y están unidas a una barra de acero ( Eac= 210 GPa, vac = 0.3) de el mismo
diámetro interior, como se muestra en la figura. Para el estado de cargas mostrado determine.
a) El movimiento de la placa C con respecto a la placa A.
b) El cambio en el diámetro de la barra de cobre.
c) El máximo diámetro interior en el tubo de acero siel factor de seguridad utilizado debe ser igual o
mayor a 1.2. El esfuerzo máximo admisible por el acero a tensión es de 250 MPa.
Respuesta: a) δ = 0.7845 mm, b) Δd = - 0.032 mm, c) D = 124 mm

Ejercicio 5.
Determine la sección transversal del eslabón CD y el diámetro del pasador B, si el esfuerzo último
para los eslabones es σu = 55 KSI y para los pasadores es τu = 36 KSI, el factor deseguridad es de
3.5.
Respuesta: a) ACD = 4.066 in2, b) dpin = 3.091 in

Ejercicio 6.
Dos barras están unidas a un plato rígido, la sección transversal de cada barra es 20 mm 2. La fuerzo
F esta desplazado para que plato se mueva solo horizontalmente 0.05 mm sin rotación. Determine la
fuerza F y su localización h para los siguientes casos.
d) Las dos barras de acero están hechas con módulo deelasticidad E = 200 GPa.
e) La barra 1 está hecha de acero (E = 200 GPa) y la barra 2 de aluminio (E = 70 GPa).
Respuesta: F = 2000 N, h = 10 mm, F = 1350 N, h = 14,81 mm

Ejercicio 7.
Una barra metálica AB de peso W está colgada con un sistema de alambres de acero, como se ve
en la figura. El diámetro de los alambres es de 5/64 in., y el esfuerzo de fluencia del acero es de 65
ksi.Determine el peso máximo permisible Wmax para trabajar con un factor de seguridad de 1.9.
Respuesta: 0.305 kips

Ejercicio 8.
Una columna circular hueca es utilizada como soporte en construcción, esta unida a una placa de
metal y esta a su vez a una cimentación de concreto, como se muestra en la figura. Las d imensiones
de la columna son 100 mm de diámetro exterior y 75 mm de diámetro interior....