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Tecnolgico de Costa Rica

Escuela de Ingeniera Electromecnica

Resistencia de Materiales

Prof. M.Sc. Christopher Vega Snchez

Nota:

PRIMER EXAMEN PARCIAL II Semestre 2014

(Escriba nicamente el nmero de carn estudiantil, NO ESCRIBA EL NOMBRE) Carn:______________________

Instrucciones generales: Esta prueba es de desarrollo e interpretacin, por lo cual deben aparecer todos los

procedimientos y consideraciones que justifiquen su respuesta. Escriba de manera clara y reporte todos sus

resultados en la tabla que se presenta al final de la prueba. Tiempo estimado: 3,5 h

Ejercicio 1 (Se califican nicamente las respuestas)

Una barra consta de una parte de aleacin de aluminio de 3 pulg de

dimetro (Ea=10 600 klb/pulg2, Ga= 3 980 klb/pulg

2 y a= 12,5 /F) y

una parte de acero de 4 pulg de dimetro ((Es=30 000 klb/pulg2, Gs=

11 500 klb/pulg2 y s= 6,6 /F). Sabiendo que los apoyos en los

extremos son rgidos y que la temperatura aumenta 80F, determine:

1. El esfuerzo normal en el acero.

2. El desplazamiento del plato rgido (magnitud y direccin).

3. La relacin de reas AAluminio/AAcero para que el plato rgido se mantenga exactamente a 30 pulg del soporte

en A despus del cambio de temperatura.

4. El cambio de dimetro de la parte de acero de la barra.

Ejercicio 2

El sistema que se muestra en la figura consta de una

barra rgida ABCD, una barra BF de aleacin de

aluminio (E=70 GPa, = 260 MPa, A=1500 mm2,

a= 12,5 /C) y una cadena de acero (E=200 GPa,

= 450 MPa, s= 6,6 /C), todo unido por

pasadores. Debido a la longitud de la cadena, el

sistema no se ha podido ensamblar y existe una

abertura =0,85mm entre la cadena y el pasador en

C.

1. Determine la magnitud de la fuerza P que se

debe aplicar en D para lograr ensamblar el

sistema.

2. Una vez que el sistema ha sido ensamblado, la fuerza P se retira. Determine el esfuerzo axial en la cadena.

3. Una vez que el sistema ha sido ensamblado, la fuerza P se retira. Determine cul pude ser el mximo cambio

de temperatura = que el sistema podra soportar sin que la cadena falle.

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Ejercicio 3

La flecha slida de acero (G= 80GPa) mostrada en la

figura est fija al muro C. Los orificios para pernos en la

brida en A tienen un desalineamiento angular de 0,50

con respecto a los orificios en el muro. Determine:

1. El par aplicado en B que se requiere para alinear

los orificios para introducir los pernos.

2. El esfuerzo cortante mximo en la flecha

despus de insertar y apretar los pernos y

retirar le par en B.

3. El dimetro mnimo requerido de los pernos si

estn hechos de hierro con un esfuerzo ltimo

al cortante de 170MPa.

Ejercicio 4 (Se califican nicamente las respuestas)

Un motor suministra 250kW de potencia a 360 rpm a las

flechas impulsoras mostradas en la figura. El esfuerzo

cortante mximo en las tres flechas slidas (G= 80 GPa)

no debe exceder de 70 MPa. Los engranes A y C

consumen, en conjunto, un 60% de la potencia

sumistrada a unidades que operan en la planta.

Determine:

1. El dimetro mnimo satisfactorio de la fecha E.

2. El ngulo de giro del engrane B con respecto al acople de brida del motor.

TABLA DE RESPUESTAS

Ejercicio Pregunta Magnitud

(con 4 decimales) Unidades Puntos Obtenidos

Ejercicio 1

1 klb/pulg2 /5

2 pulg /5

3 /5

4 pulg /10

Ejercicio 2

1 N /5

2 MPa /10

3 C /15

Ejercicio 3

1 Nm /5

2 MPa /10

3 mm /15

Ejercicio 4 1 mm /5

2 /10