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• Yherald Hurtado Carbajal

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Problemas de Diseño de conexiones simples Determinar los esfuerzos axiales de los componentes AB y BC, los esfuerzos cortantes y de aplastamiento de los pasadores A, B y C.

1.7 Diseño de conexiones simple Problema propuesto 01. Ref. Hibbeler R. Mecánica de Materiales La barra tiene un ancho constante de 35mm y espesor de 10mm. Determine el esfuerzo normal promedio máximo.

Rpta. El esfuerzo normal promedio máximo es igual a 85.7MPa.

1.7 Diseño de conexiones simple Problema propuesto 02. Ref. Hibbeler R. Mecánica de Materiales Determinar el esfuerzo normal promedio de las barras, si el área de la sección transversal es igual a 1.25 in2 y P es igual a 8 kip.

Rpta. Esfuerzo compresión BD igual a 18.64 ksi. Esfuerzo compresión ED igual a 8.48 ksi. …

1.7 Diseño de conexiones simple Problema propuesto 03. Ref. Hibbeler R. Mecánica de Materiales Determinar los esfuerzos normales promedio en del elemento inclinado y los esfuerzos normales y cortantes promedio del elemento horizontal.

Rpta. Los esfuerzos de compresión horizontal y vertical son 240 y 160 psi, respectivamente. Los esfuerzos cortantes horizontal y vertical son 80 y 160 psi, respectivamente.

1.7 Diseño de conexiones simple Problema propuesto 04. Ref. Hibbeler R. Mecánica de Materiales Si el área transversal es 1600mm2 y la carga igual a 800N. Determinar los esfuerzos normales y cortantes promedio para el plano inclinado cuando 𝜃 igual a 90° y 60°.

Rpta. Esfuerzo normal es igual a 0.5 MPa y ausencia de esfuerzo cortante, ambos para 90 grados. Esfuerzo normal igual a 0.37 MPa y esfuerzo cortante igual a 0.22 MPa, ambos para 60 grados.

1.7 Diseño de conexiones simple Problema propuesto 05. Ref. Hibbeler R. Mecánica de Materiales Determinar el esfuerzo máximo promedio de la pieza e indique la orientación del plano.

Rpta. El esfuerzo normal máximo igual a P/A para 𝜃 = 90° y el esfuerzo cortante máximo igual a P/2A para 𝜃 = 45°.

1.7 Diseño de conexiones simple Problema propuesto 06. Ref. Hibbeler R. Mecánica de Materiales Determinar el esfuerzo normal promedio del vástago y los esfuerzos de corte promedio sobre las áreas cilíndricas indicadas con las líneas puntuadas a y b.

Rpta. Esfuerzo normal igual a 207.88 MPa. Esfuerzos cortantes iguales a 4.72 y 45.5 MPa en a y b respectivamente.

1.7 Diseño de conexiones simple Problema propuesto 07. Ref. Hibbeler R. Mecánica de Materiales Si la carga P es igual a 15kN y el diámetro de los pasadores es 18mm. Determinar los esfuerzos cortantes promedio de los pasadores A, B y C.

Rpta. El esfuerzo cortante promedio de los tres pasadores es igual a 324 MPa.

1.7 Diseño de conexiones simple Problema propuesto 08. Ref. Beer F. Mecánica de Materiales Determinar: a) Esfuerzos cortantes en los pasadores A y C b) Esfuerzo máximo normal en el eslabón ABC c) Esfuerzo cortante en las superficies pegadas en B d) Esfuerzo de apoyo en los eslabones BC en C. Espesor eslabón AB: 3/8 in Espesor eslabones BC: 1/4 in Diámetro del pasador A: 3/8 in Diámetro del pasador C: 1/4 in Rpta. Esfuerzos cortantes de 6.8 y 7.6 ksi en los pasadores A y C, respectivamente. Esfuerzo máximo normal en el eslabón ABC igual a 2.3 ksi. Esfuerzo cortante en las superficies pegadas en B igual a 171 psi. Esfuerzo de apoyo en los eslabones BC en C igual a 6 ksi.

1.7 Diseño de conexiones simple Problema propuesto 09. Ref. Beer F. Mecánica de Materiales La varilla AB posee un esfuerzo normal último de 600 MPa. El pasador C posee un esfuerzo último al corte de 350 MPa. Los soportes en C poseen un esfuerzo permisible de apoyo igual a 300 MPa. Determinar: a) El diámetro de la varilla utilizando un factor de seguridad de 3.3. b) El diámetro del pasador C tomando un factor de seguridad de 3.3. c) El espesor requerido de los soportes en C. Rpta. Diámetro de la varilla igual a 16.74mm. Diámetro del pasador C igual a 21.4mm. Espesor del soporte igual a 5.94mm.

1.7 Diseño de conexiones simple Problema propuesto 10. Ref. Beer F. Mecánica de Materiales Los pasadores tienen un esfuerzo último de corte igual a 40 ksi. La varilla AB tiene un esfuerzo último a la tensión de 60 ksi. Si el mínimo factor de seguridad debe ser de 3.0 para la unidad completa, determinar la fuerza ascendente máxima que puede aplicarse al cilindro hidráulico en C. Diámetro del pasador B: 3/8 in Diámetro del pasador D: 3/8 in Diámetro del pasador C: 1/2 in Diámetro de la varilla AB: 7/16 in Rpta. La fuerza ascendente máxima que puede aplicarse al cilindro hidráulico en C es de 5.15 kip.