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• Daniel Bandala

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Sección 6.11 6.69 Una cerámica compuesta contiene imperfecciones internas de hasta 0.001 cm de longitud. La tenacidad a la fractura en el plano de ese material es 45MPam1/2 y la resistencia a la tensión es 550 MPa ¿Un esfuerzo causará la falla del material compuesto antes de alcanzar la resistencia a la tensión? Suponga que f=1 σ=Kc/ (π x 1x10-5xm)1/2 σ=11 354 MPa Es demasiada la tensión a comparación con la resistencia del material. Se puede esperar cualquier falla debido a la sobrecarga. 6.71 Un polímero que contiene varias imperfecciones internas de 1 mm de longitud falla con un esfuerzo de 25MPa. Calcule la tenacidad a la fractura en deformación plana de ese polímero. Suponga que f=1. Kc=f σ / (π x a)1/2 Kc= 0.99MPa( m1/2) Sección 6.13 6.75 ¿Cuáles son las propiedades microestructurales características que se asocian con una fractura frágil en un material metálico? Alta resistencia, mala ductilidad y tenacidad. 6.77 ¿Qué materiales muestran en forma normal una fractura concoidal? Vidrios y cerámicos 6.79 Se sabe que algunos componentes de aviación fabricados con materiales compuestos reforzados con fibra de carbono fallan en forma repentina por delaminación. Es difícil ver el daño en esas clases de materiales, porque está en su interior. Describa la fractura de esos materiales. Son huecos entre la capa de la matriz, esto pasa si las cintas u hojas compuestas no están bien adheridas, es decir comienzan a separarse las capas de los distintos matetiales 6.81 ¿Qué controla la resistencia de los vidrios? ¿Qué se puede hacer para aumentar la resistencia de los vidrios de silicato? Su tipo de enlace ya que no permiten demasiado deslizamiento, por lo tanto la falla es un resultado de una fractura frágil. Se le añaden componentes que lo hagan mecánicamente más resistentes Sección 6.14 6.83 ¿Por qué la resistencia de las cerámicas varía tanto cuando varía el tamaño de los componentes de la cerámica? Ya que depende de la probabilidad de encontrar una imperfección que rebase cierto tamaño crítico y

para los componentes de mayor tamaño aumenta la probabilidad de encontrar imperfecciones 6.85 ¿Por qué las fibras de vidrio de distintas longitudes tienen distintas resistencias? Ya que afecta en su volumen y el volumen afecta directamente la resistencia.

Sección 6.17 6.87 Un espécimen cilíndrico de acero para herramientas tiene 6 pulgadas de longitud y 0.25 pulgadas de diámetro; gira en forma de viga en voladizo y se debe diseñar de modo que nunca falle. Suponiendo que los esfuerzos máximos de tensión y de compresión sean iguales, calcule la carga máxima que se puede aplicar al extremo de la viga F=σ d3 / (10.18 L) F= (60 000 psi)(0.25 in)3 / (10.18)(6 in)= 15.35 lb 6.89 Se va a ejercer una carga de 1500lb en el extremo de una viga de alumino de 10 in de longitud. Esa barra debe durar al menos 106 ciclos¿ Qué diámetro mínimo debe tener? d=(10.18 L F / σ)1/3 d= [(10.18)(10in)(1500lb) / 35000 psi ]1/3= 1.634 in