U2 TEI1

Tecnología Industrial I
U2. Propiedades mecánicas
Ing. Mauricio Meléndez
1. Un espécimen de prueba para ensayo de tensión tiene una longitud de calibración de 2.0 pul y un área de 0.5
pul2. Durante el ensayo, el espécimen cede bajo una carga de 32 000 lb, con longitud correspondiente de
calibración de 2.0083 pul. Este es el punto de fluencia.
La carga máxima es de 60 000 lb y se alcanza a unalongitud de calibración de 2.60 pul.
Determine:
a. la resistencia a la fluencia (respuesta: Y= 64 000 lb/pul2)
b. el módulo de elasticidad (E=29.77 X 106 lb/pul2)
c. la resistencia a la tensión (UTS=120 000 lb/pul2)
d. el porcentaje de elongación (30%)
e. si el espécimen reduce su área en 0.25 pul2, determine el porcentaje de reducción de área (50%)
2. Una probeta de Al recocido de secciónrectangular 1pul X 2 pul se somete a prueba de tracción. Si la resistencia
a la fluencia vale 4 000 lb/pul2:
a. ¿qué valor de deformación unitaria corresponde a cedencia? (respuesta: ε=0.0024)
b. ¿cuál es la deformación longitudinal en 2 pul? (ΔL=0.0048 pul)
3. Se carga una columna como lo indica la figura 1. Si el espesor del perfil es de 1/8 de pulgada, la altura (i) es de 12
pulgadas y las bases son de10 pulgadas de ancho, encuentre el esfuerzo de compresión soportado cuando
P= 3 000 lbf.

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Figura 1. Perfil en i
Si el perfil de la figura 1 tiene un esfuerzo admisible del 90% del UTS, qué carga máxima puede aplicársele en
tensión si se trata de un acero con UTS de 248 MPa?
El módulo elástico de un acero es 30*106 lbf/pul2, el módulo a la fluencia es 75 000 lbf/pul2 y la resistenciaa la
tensión es 100 000 lbf/pul2
Se requiere de un cable fabricado con ese acero para levantar un elefante y colocarlo en un camión, pero se va a
fabricar con alambres de 1/16 pul de diámetro. El elefante pesa 6 000 lbf
a. Encuentre la cantidad de alambres que debe juntarse para formar al cable, si éste puede deformarse
plásticamente, pero no romperse.
b. ¿Cuántos alambres debe juntarse paraformar al cable, si éste debe deformarse sólo elásticamente?
Las propiedades en compresión son similares a las propiedades en tensión. Es decir que UTS en tensión puede
tomarse como UTS en compresión y así también Y, E y Su. Se tiene un tubo de φext=20 mm y de φint=17 mm, se
carga en compresión con 75 N.
a. encuentre el esfuerzo que soporta.
b. suponga que puede hacerse el tubo con cobre recocido (Y=70 MPa, UTS= 205 MPa) y con aleación de
magnesio (Y= 175 MPa, UTS= 275 MPa) y con aleación de titanio (Y= 800 MPa, UTS= 900 MPa). ¿Con cuál
trabajaría el tubo en el rango elástico y con cuál en el rango plástico?¿Puede decir si falla con alguno?¿con cuál
estaría en falla inminente?
Una barra sólida de 20 mm está soldada axial y concéntricamente con un tubo igual al del problema 6. Se
somete alconjunto a carga de tensión.
a. ¿Quién soporta más carga?¿Por qué?

b. Si ambos elementos estuvieran hechos de aleación de Al (E= 69X103 MPa, Y= 175 MPa, UTS= 350 MPa):
i) si se quisiera que el conjunto funcione solamente elásticamente, ¿cuál sería la máxima carga posible
de aplicar?
ii) ¿qué deformación unitaria aproximada tendría en la máxima carga elástica?
iii) ¿cuál es la resiliencia de la barrasólida?
iv) ¿cuál es la resiliencia de la parte tubular?
v) compare ambas resiliencias y razone su diferencia
vi) ¿cuál sería la máxima carga plástica?
8. Si el módulo elástico del acero es 209*103 MPa, su resistencia a la fluencia es de 175 MPa y su resistencia a la
tensión es de 800 MPa, y se quiere utilizar este acero para construir un cable de ascensor de carga que debe ser
capaz de elevarhasta un máximo de 3000 kg, ¿cuántos hilos debe tener el cable?, si cada hilo tiene diámetro de
3 mm y se quiere que el cable retorne a su estado de longitud original después de trabajar
9. El módulo de elasticidad de un acero es de 30*106 lb/pul2. El módulo de fluencia es de 25 000 lb/pul2 y la
resistencia a la tensión es 45 000 lb/pul2
Con ese acero se ha fabricado un cable 6x7 con alma de...