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• Roberth Vicente Pulluquitin Benavides

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ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE MECANICA

ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA PORTAFOLIO DE SOLIDOS II Y LABORATORIO

NOMBRE: PULLUQUITIN BENAVIDES ROBERTH VICENTE CODIGO: 6899 FECHA DE ENTREGA: 2017-07-27 SEMESTRE: SEPTIMO B SEMESTRE ACADEMICO: ABRIL 2017 – AGOSTO 2017

1. Seleccionar el material que sustituirá con el que está hecho las monedas y los billetes Monedas Diseño: Tiene que ser ligero y resistente Función: Resistir los esfuerzos de compresión que están sometidas a diario. Objetivo: Poseer mínimo peso y máxima ductilidad Restricción: Variable Libre:

*Área *Selección de materiales

Desarrollo 𝜎𝐹 =

𝑀𝐴 𝐼

𝜎𝐹 = 𝐹 ∗ 𝐿 𝑚 =𝜌∗√

𝐹∗𝐿 𝜎𝐹 = 𝜋 2 2∗𝐴

𝑚 = 𝜌∗𝐴∗𝐿 𝜋 𝐼 = ∗ 𝐴2 2

𝑃 = 𝑓(

2∗𝐹∗𝐿 𝐴=√ 𝜋 ∗ 𝜎𝐹

2∗𝐹∗𝐿 ∗𝐿 𝜋 ∗ 𝜎𝐹

3 2∗𝐹 𝜌 ) ∗ 𝑓 (𝐿2 ) ∗ 𝑓 ( 1 ) 𝜋 𝜎𝐹 2

1

𝑀 = 𝜎𝐹 2 1 𝑙𝑜𝑔𝜎 = 𝑙𝑜𝑔𝑀 + 𝑙𝑜𝑔𝜌 2 𝑙𝑜𝑔𝜎 = 𝐶1 + 2𝑙𝑜𝑔𝜌 𝐼𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 = 2 Selección de materiales en el Programa con el índice hallado:

Los materiales a seleccionar pueden ser perfectamente algunos que observamos etiquetados en la gráfica, pero comúnmente se utiliza zinc con esto nos referimos que los cálculos están bien planteados porque en nuestras opciones a elegir está dentro el zinc.

Billetes Diseño: Tiene que ser ligero y resistente Función: Tiene que soportar esfuerzo a Tracción. Objetivo: Poseer mínimo peso y máxima resistencia Restricción: Masa mínima, durabilidad en agua dulce y salada, soportar temperatura cerca a los 35 grados centígrados. Variable Libre:

*Ancho *Selección de materiales

𝑚 = 𝜌∗𝐴∗𝐿

Desarrollo 𝐹 𝜎𝐹 = 𝐴

𝑚 =𝜌∗𝑒∗𝑎∗𝐿

𝐴 = 𝑒∗𝑎 𝜎𝐹 = 𝑎=

𝑚 = 𝜌∗𝑒∗

𝐹 𝑒∗𝑎

𝑚=𝜌∗

𝐹 𝜎𝐹 ∗ 𝑒

𝐹 ∗𝐿 𝜎𝐹 ∗ 𝑒 𝐹 ∗𝐿 𝜎𝐹

𝜌 𝑃 = 𝑓(𝐹) ∗ 𝑓(𝐿) ∗ 𝑓 ( ) 𝜎𝐹 𝑀=

𝜌 𝜎𝐹

𝑀=

𝜎𝐹 𝜌

𝜎𝐹 = 𝑀 ∗ 𝜌 𝑙𝑜𝑔𝜎𝐹 = 𝑙𝑜𝑔𝑀 + 𝑙𝑜𝑔𝜌 𝑙𝑜𝑔𝜎 = 𝐶1 + 𝑙𝑜𝑔𝜌 𝐼𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 = 1 Con el índice encontrado podremos obtener los materiales que podremos utilizar para nuestros billetes.

Como nuestro objetivo es que tenga resistencia a la tracción en las siguiente grafica tenemos algunos materiales que nos permiten ese objetivo, no hay mucho coherencia en los materiales que tenemos seleccionados pero basándonos en consultas a través del internet los billetes están hechos de fibra sintética que lo más cercano a eso tenemos el polipropileno. 2. Seleccionar el material para un remo utilizado en competiciones. Primero observamos que el remo posee una pértiga y una pala para la elaboración de un remo. Pértiga Diseño: Rígido y ligero Función: Transmitir fuerza al remo. Objetivo: Debe poseer mínimo peso y máxima rigidez. Restricción: Mínima masa y mínima deflexión. Variable Libre:

*Área *Selección de materiales

Desarrollo 𝐹 𝑆= 𝛿 𝑚 =𝜌∗𝐴∗𝐿 𝛿=

𝐹 ∗ 𝐿3 𝐶∗𝐸∗𝐼

𝜋 ∗ 𝑟4 𝐼= 2

𝑆=

𝐹 𝐹 ∗ 𝐿3 𝐶∗𝐸∗𝐼

𝑆=

𝐶∗𝐸∗𝐼 𝐿3

𝑆=

2 ∗ 𝑆 ∗ 𝐿3 𝑚 =𝜌∗√ ∗𝐿 𝐶∗𝐸∗𝜋

𝐶 ∗ 𝐸 ∗ 𝜋 ∗ 𝑟4 2 ∗ 𝐿3 2

𝑆=

𝐶∗𝐸∗𝜋∗𝐴 2 ∗ 𝐿3

2 ∗ 𝑆 ∗ 𝐿5 𝑚 =𝜌∗√ 𝐶∗𝐸∗𝜋 5 25 𝜌 𝑃 = 𝑓( ) ∗ 𝑓 (𝐿2 ) ∗ 𝑓 ( 1 ) 𝐶∗𝜋 𝐸2

2 ∗ 𝑆 ∗ 𝐿3 𝐴=√ 𝐶∗𝐸∗𝜋 𝜌

𝑀=

1

𝐸2 1

𝐸2 𝑀= 𝜌 1 𝑙𝑜𝑔𝐸 = 𝑙𝑜𝑔𝑀 + 𝑙𝑜𝑔𝜌 2 𝑙𝑜𝑔𝐸 = 𝑎 + 2𝑙𝑜𝑔𝜌 𝐼𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 = 2 Con el índice que hallamos procedemos encontrar nuestro material para la elaboración de la pértiga del remo.

El material adecuado en el programa seleccionamos la familia de carburo de boro ya que se encuentra con un alto modulo de Young’s. Pala Diseño: Rígido y ligero Función: Tener el mayor contacto con el agua para ejercer una fuerza. Objetivo: Debe poseer mínimo peso y máxima deflexión. Restricción: Mínima masa y mínima rigidez. Variable Libre:

*Base b

*Selección de materiales

Desarrollo 𝐹 𝑆= 𝛿

𝑆=

𝑚 =𝜌∗𝐴∗𝐿

𝑆=

𝐹 𝐹 ∗ 𝐿3 𝐶∗𝐸∗𝐼

𝑚 =𝜌∗𝑎∗𝑏∗𝐿 𝑚 =𝜌∗𝑎∗

𝐶∗𝐸∗𝐼 𝐿3

𝑚=𝜌∗𝑎∗

3

𝛿=

𝐼=

𝐹∗𝐿 𝐶∗𝐸∗𝐼 𝑏∗𝑎 12

𝑆=

𝐶 ∗ 𝐸 ∗ 𝑏 ∗ 𝑎3 12 ∗ 𝐿3

𝑚 =𝜌∗

3

𝑏=

12 ∗ 𝑆 ∗ 𝐿3 𝐶 ∗ 𝐸 ∗ 𝑎3

12 ∗ 𝑆 ∗ 𝐿4 𝐶 ∗ 𝐸 ∗ 𝑎3

12 ∗ 𝑆 ∗ 𝐿4 𝐶 ∗ 𝐸 ∗ 𝑎2

12 ∗ 𝑆 𝜌 𝑃 = 𝑓( ) ∗ 𝑓(𝐿4 ) ∗ 𝑓 ( ) 𝐶 𝐸

𝐴=𝑎∗𝑏

M=

12 ∗ 𝑆 ∗ 𝐿3 ∗𝐿 𝐶 ∗ 𝐸 ∗ 𝑎3

𝐸 𝜌

𝑙𝑜𝑔𝐸 = 𝑙𝑜𝑔𝑀 + 𝑙𝑜𝑔𝜌 𝑙𝑜𝑔𝐸 = 𝑎 + 𝐿𝑜𝑔𝜌 𝐼𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 = 1

Co el índice que obtuvimos encontramos nuestro material en nuestro programa para la elaboración de nuestra pala para el remo.

Como podemos observar el objetivo de nuestro elemento o pala es que sea ligero y que tenga una mínima deflexión por ende seleccionamos High Performance PE fibre.