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Universidad Central de Chile Facultad de Ingeniería Escuela de Industrias

Profesor: Pedro Morales L. Curso: Resistencia de Materiales Tarea Prueba Nº2

Problema 1 Un cilindro circular a presión tiene una tapa sellada, sujeta con pernos de acero. La presión p del gas

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]

en el cilindro es de 29 lb pu lg 2 , el diámetro interior D del cilindro es 10.0 [ pu lg] y diámetro d B

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de los pernos es 0.50 [ pu lg] . Si el esfuerzo de tensión admisible de los pernos es 10000 lb pu lg 2 , calcula la cantidad de pernos necesarios para fijar la tapa.

Problema 2 Una columna de acero de sección transversal circular hueca se soporta sobre una placa de base circular y un pedestal de hormigón. El diámetro externo de la columna es d = 250 [mm] y soporta una carga de P = 750 [kN ] . (a) Si el esfuerzo admisible en la columna es 55 [MPa ] , ¿cuál es el espesor mínimo necesario? Seleccione en base a su respuesta, un espesor que sea entero par en milímetros. (b)

Si el esfuerzo admisible en el pedestal de hormigón es 11.5 [MPa ] , ¿cuál es el diámetro mínimo requerido D de la placa base para que pueda soportar la columna con el espesor seleccionado?

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Profesor: Pedro Morales L. Curso: Resistencia de Materiales

Problema 3 Un poste tubular de diámetro exterior d 2 está contraventado mediante dos cables equipados con tensores. Los cables se tensan girando los tensores, con lo que se produce tensión en los cables y compresión en el poste. Los cables se tensan hasta una fuerza de tensión de 110 [kN ] . El esfuerzo de compresión admisible en el poste es σ c = 35 [MPa ] . Si el espesor de la pared del poste es 15 [mm] ¿cuál es el valor mínimo permisible del diámetro exterior d 2 ?.

Problema 4 Un cable de acero de 25 [mm] de diámetro, se utiliza en un patio de construcción para levantar una parte de un puente que pesa 38 [kN ] . El cable tiene un módulo de elasticidad E = 140 [GPa ] . (a) Si el cable tiene

14 [m] , ¿cuál será la elongación al subir la carga? (b) Si el cable tiene capacidad para una carga máxima de 70 [kN ] , ¿cuál es el factor de seguridad del cable, con respecto a la falla?.

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Problema 5

[

(

Una columna redonda hueca de acero E = 30000 k lb pu lg 2

]) se somete a una carga de compresión

P. La longitud de la columna es L = 80 [ pies ] y su diámetro externo es d = 7.5 [ pu lg] . La carga es

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P = 85 [klb] . Si el esfuerzo de compresión admisible es 7000 lb pu lg 2 y el acortamiento admisible de la columna es 0.02 [ pu lg] , ¿cuál es el espesor de pared (t mínmo ) necesario?

Problema 6 Una barra plana de corte transversal rectangular, longitud L = 5 [ pies ] y espesor constante

t = 1 [ pu lg] , se somete a tracción por las fuerzas P = 25 [klb] . El ancho de la barra varía en forma lineal desde b1 = 4.0 [ pu lg] en el extremo menor, hasta b2 = 6.0 [ pu lg] en el extremo mayor. Calcula

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el alargamiento de la barra si E = 30 ⋅ 10 6 lb pu lg 2 .

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Profesor: Pedro Morales L. Curso: Resistencia de Materiales

Problema 7 La columna cilíndrica consiste en un núcleo de latón y una camisa de aluminio, la cual se comprime por una carga P. La longitud de la columna es de 350 [mm], el diámetro del núcleo es 25 [mm] y el

diámetro de la camisa es 40 [mm] . Los módulos de elasticidad del aluminio y del latón son 72 [GPa ]

y 100 [GPa ] respectivamente. (a) Si la longitud del conjunto disminuye 0.1% cuando se aplica la

carga P, ¿cuál es la magnitud de la carga?. (b) ¿Cuál es la carga máxima admisible (Pmáx ) si los esfuerzos admisibles en el aluminio y el latón son 80 [MPa ] y 120 [MPa ] , respectivamente?

Problema 8 Una barra rígida de longitud L = 66 [ pu lg] se articula en un soporte en A, y se sostiene con dos cables verticales fijos en los puntos C y D. Ambos cables tienen la misma área transversal

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A = 0.0272 pu lg 2 y están hechos del mismo material (módulo E = 30 ⋅ 10 6 lb pu lg 2 ). El cable en C tiene una longitud h = 18 [ pu lg] y la longitud del cable en D es el doble de la anterior. Las distancias horizontales son c = 20 [ pu lg] y d = 50 [ pu lg] . (a) Determina los esfuerzos de tensión

σ C y σ D en los cables , debido a la carga P = 170[lb] , que actúa en el extremo B de la barra. (b) Calcula el desplazamiento δ B hacia abajo, del extremo B de la barra.