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DESARROLLO DE LA TAREA: 1. ¿A qué tipo de esfuerzo están sometidos cada una de los elementos señalados en la tabla? Justifique su respuesta. (3 puntos)

Elemento Fluido dentro de un mezclador

Tipo de Esfuerzo Esfuerzo de compresión

Vidrio de una estufa

Esfuerzo Térmico

Ala de un avión

Esfuerzo de Flexión

Justificación Al poner el agitador en funcionamiento, este ejerce un empuje sobre el fluido, generándose un esfuerzo axial cuyo sentido resulta contrario al flujo del fluido y en la dirección del eje de rotación. Este esfuerzo se produce debido al cambio de temperatura que se produce dentro de la estufa, pudiendo provocar la fractura del vidrio La aerodinámica del avión genera que el viento golpee las alas del avión, lo que provoca una compresión en una parte del ala y una tracción en la otra superficie, lo que a su ves genera un esfuerzo de flexión.

2. Para una máquina se debe usar acero AISI 1020 estirado en frío con ambos extremos empotrados y con pasador. Su diámetro es de 20[mm] y su longitud de 850[mm]. ¿Qué carga máxima puede soportar el miembro antes de pandearse? Para el acero seleccionado, el módulo de elasticidad es de 207[Gpa]; y el esfuerzo de fluencia, es 441[Mpa]. (3 puntos)

Datos:

Le = 850 mm asumiendo ambos lados articulados, ya que en el enunciado dice ambos extremos empotrados con pasador. 𝐴 = 𝜋𝑟 2 = 𝜋 ∗ 10 ∗ 10 = 20𝜋 mm2 (área de una sección circular) E = 207 Gpa Esfuerzo de Fluencia= 441 Mpa Radio de Giro= 5 mm (el radio de giro de Una sección circular = R/2) 𝑆𝑟 =

𝑐𝑐 = √

850 = 170 5

2 ∗ 𝜋 2 ∗ 270 ∗ 103 = 109.933 441

Sr = 170 > Cc= 109.933 Como la esbeltez es mayor que la constante de la columna, sufrirá pandeo. 𝑷𝒄𝒓 =

𝝅𝟐 ∗ 𝑬 ∗ 𝑨 𝝅𝟐 ∗ 𝟐𝟕𝟎 ∗ 𝟏𝟎𝟑 ∗ 𝟐𝟎𝝅 = = 𝟓𝟕𝟗𝟑. 𝟓𝟔 𝑴𝒑𝒂 ∗ 𝒎𝒎𝟐 𝑺𝒓𝟐 𝟏𝟕𝟎𝟐

La carga critica es de 5793.56.

3. Determine el parámetro de choque térmico en calentamiento y enfriamiento para el carburo de silicio. Los parámetros de la alúmina son: (3 puntos)

𝑅𝑐𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =

𝜎𝑟 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 ∗ (1 − 𝑣) 4.000 ∗ (1 − 0.17) 3320 = = = 𝟏. 𝟕𝟔𝟎, 𝟑 °𝑪 −6 𝐸 𝑎 ∗1 410.000 ∗ 4,6𝑥10 1.886

𝑅𝑒𝑛𝑓𝑟𝑖𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =

𝜎𝑟 𝑇𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 ∗ (1 − 𝑣) 175 ∗ (1 − 0.17) 145.25 = = = 𝟕𝟕 ° −6 𝐸 ∗ 𝑎1 410.000 ∗ 4,6𝑥10 1.886

Bibliografía

  

http://repobib.ubiobio.cl/jspui/bitstream/123456789/412/1/Castillo_Uribe_Vladimir.pdf https://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn131.html https://es.slideshare.net/fredyylugo/propiedades-trmicas-de-los-materiales