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• Diego Andrès Ojeda

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CARRERA DE INGENIERIA MECATRONICA ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA MECÁNICA

IMET ASIGNATURA: Diseño de Elementos de Máquinas 1999

Nombre: RAMOS M., Magaly A.

Fecha:

Tema: Introducción al diseño en ingeniería mecánica. Problemas

1.6 Literal b).- Ingrese a internet y conéctese al sitio en la red NSPE, acceda a los recursos de ética y revise uno o más de los temas presentados. Comente brevemente su lectura. Caso 1: Recomendando terminación del empleo Un ingeniero de obras para una compañía multinacional, El ingeniero A es el PE en su división donde se encarga de del equipo de personal técnico, un miembro del equipo llamado Ingeniero B, tiene problemas de conducta, incluido faltas graves respecto a la seguridad en el lugar de trabajo. El departamento de recursos humanos incluyo en una etapa de seguimiento y valoración al Ingeniero B en busca de que se rendimiento mejore. Una vez recibido las notas respecto a la evaluación hecha el ingeniero A recomienda se suspenda de sus actividades al Ingeniero B, pues no ve mejora en el, la recomendación la hace basándose en las faltas a la seguridad cometidas por el Ingeniero B. Sin embargo el Director de Recursos Humanos considera que no es pertinente suspender al Ingeniero B en esos momentos. Caso 2: Conflicto de intereses- consultor autoridad de Redesarrollo Ingeniero A es director de la firma de ingeniería LMN, la que está siendo retenida por la Autoridad de Redesarrollo del Condado para proveer servicios de topografía para una zona de reurbanización. Develco que es un desarrollador local, desea contratar a la Ingenieria LMN para preparar un plan de sitio para un proyecto de reurbanización propuesta dentro de la remodelación del área. Para presentar la propuesta Develco debe comparecer ante la Autoridad de Redesarrollo para presentar el plan de sitio elaborado por LMN, bajo este contexto LMN y el ingeniero A serviría como Develco ingeniero y agrimensor también la reurbanización del Condado de la Autoridad. 1.12.- Una barra sólida circular de diámetro d se somete a un momento flexionante M =1000 lbf. Pulg, que induce a un esfuerzo σ= 16M/(πd3). Si se usa con un material con una resistencia de 25kpsi y un factor de diseño de 2.5, determine el diámetro mínimo de la barra. Utilice la tabla A-17 y seleccione el diámetro fraccional preferido para determinar el factor de seguridad resultante. Datos:

Incógnitas:

M= 1000 lbf.pulg

d= diámetro menor

σ= 16M/(πd3)

η= factor de seguridad

s=25000psi ηd= 2.5

CARRERA DE INGENIERIA MECATRONICA Solución:

Usando la tabla A-17 se determina que

Por lo tanto el factor de seguridad será:

( )

1.22.- Convierta los siguientes datos a unidades adecuadas en el sistema ips: a) un esfuerzo σ= 150 MPa Por lo tanto σ= 150 MPa = 21755.8414 lbf/pulg2= 21.756 klbf/pulg2 b) una fuerza F= 2KN Por lo tanto F= 2KN= 2000N= 449.62 lbf c) Un momento M= 150 N.m Por lo tanto M= 150 N.m = 110.634 lbf.pie d) un área A=1500 mm2 Por lo tanto A=1500 mm2= 15 cm2= 2.3245 pulg2

CARRERA DE INGENIERIA MECATRONICA e) Un segundo memento de área I=750 cm4 Por lo tanto I=750 cm4= 18.01 pulg4 f) un módulo de elasticidad E=145GPa Por lo tanto E=145 GPa = 145000 MPa = 21030.64 ksi g) una velocidad v=75 km/h Por lo tanto v=75km/h=75000m/h = 246062.9921 pie/h = 68.35 pie/s=820.209 pulg/s h) un volumen V=1 litro Por lo tanto V= 1 litro = 1x10-3 m3= 61.023 pulg3 1.23.- Convierta los siguientes datos a unidades adecuadas del SI: a) Una longitud L=5pies Por lo tanto L=5 pies= 1.524 m b) un esfuerzo σ= 90 kpsi Por lo tanto σ= 90 kpsi= 90000psi= 6327.9 kgf/cm2 c) Una presión p=25psi Por lo tanto p=25psi=172.367 KPa d) Un módulo de sección Z= 12 pulg3 Por lo tanto Z= 12 pul3= 196.64 cm3 e) Un peso unitario w=0.208 lbf/pulg Por lo tanto w=0.208 lbf/pulg=3.6702 N/ m f) una deflexión δ= 0.00189 pulg Por lo tanto δ= 0.00189 pulg = 0.048 mm g) Una velocidad v= 1200 pies/min Por lo tanto v=1200 pies/min = 365.76 m/min = 6.096 m/s h) una deformación unitaria ɛ= 0.00215 pulg/pulg Por lo tanto ɛ= 0.00215 pulg/pulg= 0.00215 mm/mm i) un volumen V=1830 pulg3 Por lo tanto V= 1830 pulg3=29988.21 cm3= 0.029988 m3

CARRERA DE INGENIERIA MECATRONICA 1.24.- Por lo general los resultados finales del diseño se redondean o se fijan en tres dígitos, porque los datos proporcionados no pueden justificar una cantidad mayor de cifras. Además, los prefijos deben seleccionarse de modo que se limite el número de cadenas a no más de cuatro dígitos a la izquierda del punto decimal. Use estas reglas, así como las de la elección de prefijos, para resolver los siguientes cocientes. a) σ=M/Z, donde M=1770 lbf.pulg y Z=0.934 pulg3 Por lo tanto:

b) σ=F/A, donde F=9440 lbf y A=23.8 pulg2 Por lo tanto:

c) y=FI3/3EI, donde F=270lbf, I=31.5 pulg, E= 30Mpsi e I=0.154 pulg4 Por lo tanto

d) θ=Tl/GJ, donde T=9740 lbf.pulg, l= 9.85 pul, G=11.3 Mpsi y d=1 pulg Por lo tanto:

(

)(

)

CARRERA DE INGENIERIA MECATRONICA

1.25.- Repita el problema 1.24 para las siguientes relaciones. a) σ=F/wt, donde F=1KN, w=25mm y t=5mm Por lo tanto:

b) I=bh3/12, donde b=10mm y h=25mm Por lo tanto:

c) I= πd4/64, donde d=25.4 mm Por lo tanto:

d) τ=16 T/πd3, donde T=25 N.m y d=12.7 mm Por lo tanto:

1.26.- Repita el problema 1.24 para: a) τ= F/A, donde A= πd2/4,F=2700lbf y d= 0.750 pul Por lo tanto:

CARRERA DE INGENIERIA MECATRONICA b) σ= 32 Fa/πd3, donde F=180 lbf, a=31.5 pulg y d=1.25 pulg Por lo tanto:

c) Z=π(do4-di4)/(32do), donde do=1.50 pulg y di=1.00 pulg Por lo tanto:

d) k=(d4G)/(8D3N), donde d=0.0625 pulg, G=11.3 Mpsi, D=0.760 pulg y N=32 (un número sin unidades) Por lo tanto: