T P No 8 TENSION DE CORTE SIMPLE QUIM Y MINAS 2014

ESTATICA Y RESISTENCIA DE MATERIALES (QUIMICA Y MINAS)
T P Nº 8: TENSION DE CORTE SIMPLE

1) Un puntal S de acero que sirve como riostra a un malacate marino transmite una fuerza P de compresión de 54 kN a la plataforma de un muelle. El puntal tiene una sección transversal cuadrada hueca con espesor de pared t = 12 mm y el ángulo θ entre el puntal y la horizontal es de 40º. Un pasador queatraviesa al puntal trasmite la fuerza de compresión del puntal a dos placas de unión G soldadas a la placa de base B. Cuatro pernos de anclaje la aseguran a la plataforma. El diámetro del pasador es dpas = 18 mm, el pasador de las placas de unión es tG = 15 mm, el espesor de a placa de base es tB = 8 mm y el diámetro de los pernos de anclaje es dperno = 12 mm.
Determinar los siguientesesfuerzos: a) el esfuerzo de aplastamiento entre el puntal y el pasador; b) el esfuerzo cortante en el pasador; c) el esfuerzo de aplastamiento entre el pasador y las placas de unión; d) el esfuerzo de aplastamiento entre el anclaje y la placa de base, y e) el esfuerzo cortante en los pernos de anclaje. (Despréciese cualquier fricción entre la placa de base y la plataforma).

Consignas de reflexión
a) ¿Secumple la ley de Hooke a cortante en el acero? Formúlela.
b) ¿Cuando una unión es simple y cuando es doble?


2) En la fig. se ve un punzón para perforar placas de acero. Supóngase que se usa un punzón con diámetro de 0,75 in para perforar un agujero en una placa de ¼ in, como se muestra en la vista de perfil. Si se requiere una fuerza P = 28000 in. ¿Cuál es el esfuerzo promedio en la placa y elesfuerzo de compresión promedio en el punzón?

Consignas de reflexión
a) Demuestre la razón por la cual los esfuerzos cortantes son iguales en caras opuestas y paralelas
b) ¿A qué se denomina deformación unitaria cortante?


3) Un cojinete de apoyo del tipo para soportar maquinaria y trabes de puentes, consiste en un material elástico lineal (por lo general un elastómero como el hule) con unaplaca de acero- Supóngase que el espesor del elastómero es h, que las dimensiones de la placa son a x b y que el cojinete está sometido a una fuerza cortante horizontal V.
Obtener fórmulas para el esfuerzo cortante promedio ζprom en el elastómero y para el desplazamiento horizontal d de la placa.


Consignas de reflexión
a) Cuál es la relación que existe entre el módulo de elasticidad, módulode deformación a cortante y coeficiente de poisson?


4) Una barra de acero que sirve de colgante vertical para soportar maquinaria pesada en una fábrica, está unida a un soporte por medio de la conexión con perno (véase fig.). La parte principal del colgante tiene una sección transversal rectangular con ancho b1 = 0,5 in., y espesor t = 0,5 in. En la conexión, el ancho del colgante se amplía ab2 = 3 in. El perno que transfiere la carga del colgante a las dos placas de unión tiene un diámetro d = 1 in.
Determinar el valor permisible de la carga de tracción P en el colgante con base en las siguientes consideraciones: a) el esfuerzo de tracción permisible en la base principal del colgante es de 16000 psi; b) el esfuerzo permisible de tracción en la sección transversal del colganteque pasa por el perno es de 11000 psi (el esfuerzo permisible en esta sección es menor debido a las concentraciones de esfuerzos alrededor del agujero), c) el esfuerzo permisible de aplastamiento entre el cojinete y el perno es de 26000 psi, y d) el esfuerzo cortante permisible en el perno es de 65000 psi (Nota: los factores de seguridad por tensión, aplastamiento y cortante se tomaron en cuenta aldeterminar los esfuerzos permisibles).



Consignas de reflexión
a) ¿Cómo se obtiene los esfuerzos permisibles de corte y aplastamiento?


5) La armadura de dos barras de la fig. tiene soportes articulados en los puntos A y C, a 2 m de distancia entre ellos. Los miembros AB y BC son barras de acero interconectadas por un pasador en el nudo B. La longitud de la barra BC es de 3 m. Un letrero...