ejercicios

EJERCICIOS
• 1.Hallar el esfuerzo permisible para una viga de
sección rectangular y longitud L soldada a un
soporte por los bordes superior e inferior de la
sección, que soporta una carga F en su extremo
libre.
•
w
F
x
L

ANÁLISIS Y CONSIDERACIONES
1. Diagrama del Cuerpo Libre: Reacciones
Rv
F
b
x
h
Mf
L

 RV = F ; Mf = F.L
 σfs = Mc/Is

w

ANÁLISIS YCONSIDERACIONES
• 2. Para el análisis el esfuerzo actúa en
dirección perpendicular a la garganta efectiva
del filete.
• 3. Consideramos a la soldadura como líneas
en las dos juntas.
• 4. Se determina el momento de inercia
unitario Iu para flexión en soldadura de filete,
en la tabla 9.2, página 453, del libreo Diseño
en Ingeniería Mecánica de Shigley

ANÁLISIS Y CONSIDERACIONES
•  Iu = bh2/2

Wt

W
W

•  t = garganta efectiva
•  t = w(Cos45o) = 0.707w
•  Is = t.Iu = (0.707w).bh2/2

W

ANÁLISIS Y CONSIDERACIONES
M(h/2)

•  σf = -----------------2
0.707wbh /2

1.412M
•  σf = ---------bhw

EJERCICIOS
• 2. Si para el caso anterior, la viga tiene una
longitud de 5m, su sección rectangular es
de 5x8 cm, y la carga F es de 150 Kg. Hallar
el lado w del filete,así como el tipo de
electrodo y su diámetro que se
recomendaría. El material es de un Acero
ASTM A36 cuyo Sy es de 36 Ksi.

ANÁLISIS Y CONSIDERACIONES
1. Diagrama del Cuerpo Libre: Reacciones
150Kg
Rv
b
Mf

x

w

h

L = 5m
 RV = 150Kg ; Mf = 150x500 = 75.000 Kg-cm (Mmáx)
 σfs = M.c/Is = 1.412Mmáx/bhw
 σfs = (1.412)(75.000Kg-cm)/(5x8xw) = 2.647,5/w

ANÁLISIS YCONSIDERACIONES
• 2. Calculamos el Esfuerzo de Flexión Máximo
que soportaría el Acero A36:
•  σfmáx = Mmáx.C/Ix = (75.000).(4)/((5)(83)/12)
•  σfmáx = 1.406,25 Kg/cm2 < 2.529,8 (SyA36)
Kg/cm2
•  El material soporta la carga de 150 Kg bajo
Flexión.

ANÁLISIS Y CONSIDERACIONES
• 3. Seleccionamos Electrodo AWS EXXYZ, según
Tablas 9.3 y 9.4 (Shigley)
•  Escogemos hipotéticamente un ElectrodoE60XX,
cuyo Sy = 50 Ksi.
•  σadmisible = 0.6Sy = 0.6x50.000 = 30.000psi
•  σadmisible = 2.108,16 Kg/cm2 > 1406.25 (σfmáx) (✓)
•  2.108,16 = 2.647,5/w
•  w = 1.25cm = 12,5mm
•  Escogemos un Electrodo E6011, ø = 1/4plg,
2pasadas.

EJERCICIOS
• 3. Hallar el esfuerzo cortante máximo en la
soldadura de filete que une un eje circular
macizo a una chapa, como lo indica la figura. El
Ejede Radio R está sometido a un momento
torsor T. Y el lado de la soldadura es w.
R
w

T

ANÁLISIS Y CONSIDERACIONES
•
•
•
•
•

 τs = TR/Js
 Js = t.Ju = 0.707wJu
 Ju = 2πR3 (Tabla 9.1, Shigley)
 τs = TR/(0.707w)(2πR3) = T/(1.414wπR2)
 ø = 2R  τs = 4T/1.414wπø2

•  τs = 2.83T/wπø2

EJERCICIOS
• 4. Hallar el lado w del filete de un eje macizo de
diámetro 5 cm que estásoldado con una chapa.
Soporta un momento Torsor T =13.150 Kg-cm. El
esfuerzo de corte no debe exceder de 790 Kg/cm2.
b) Determinar el tipo y ø de electrodo que usaría.

R
w

T

ANÁLISIS Y CONSIDERACIONES
•
•
•
•
•
•

A)  τs = 2.83T/wπø2
 790 = (2.83)(13.150)/25wπ
 w = 0,59cm ≈ 6mm
B) Escogemos hipotéticamente electrodo E60XX:
 τadmisible = 0.4Sy = (0.4)(50.000) =20.000psi
 τadmisible = 1.405,44 Kg/cm2 > 790 Kg/cm2 (✓)

•  Electrodo seleccionado sería un E6011, de
diámetro 1/8 plg, con dos pasadas.

EJERCICIOS
• 5) Una viga de 2.5m de longitud, debe ser
soldada en la mitad en junta con bisel en V.
Está simplemente apoyada en los dos
extremos como lo indica la figura y soporta
una carga distribuida uniforme de 400Kg/m.
La sección es rectangular de6x12cm.
• Determinar el tipo de Electrodo y diámetro
que recomendaría usar.

ANÁLISIS Y CONSIDERACIONES
1000 Kg
400 Kg/m

12

A

B

RA

L = 2.5 m

RB

6

ANÁLISIS Y CONSIDERACIONES
•  ΣFy = 0; 1000 = RA + RB
•  ΣMA = 0; RBx2.5 – 1000x1.25 = 0
•  RB = 500 Kg; RA = 500Kg
400X

•

V

500 Kg

o

Mi

x
•  V = 500 – 400X si 0 ≤ x ≤ 2.5
•  si x = 0  V =...