DISEO MECNICO I UNIVERSIDAD AUTNOMA DE OCCIDENTETaller No 1 Repaso prerrequisitos conceptuales 1. La figura muestra el diagrama de cuerpo libre de una viga. Usando funciones de singularidad. a. Construya un diagrama de fuerza cortanteb. Construya un diagrama de momento flexionante.

2. Usando la base de datos matweb http://www.matweb.coma. Dibuje y sobreponga los diagramas esfuerzo deformacin de los siguientes materiales SAE 1045 y un SAE 4340 y Aluminio 1050-H14. Donde identifique el esfuerzo de fluencia, el esfuerzo ltimo y el mdulo elstico. b. Compare la dureza de estos tres materiales.c. Identifique una aplicacin para cada uno de ellos.

3. Una viga de 10 pies de longitud esta simplemente apoyada en los extremos y soporta cargas puntuales de 1200 lb a 3 pies y a 7 pies del extremo. Realice el diagrama de cuerpo libre e identifique el punto en donde se presenta el momento mximo. Calcule los esfuerzos (normal y cortante), si es de acero y el esfuerzo se debe limitar a 18000 psi especifique las dimensiones adecuadas para ella, con los perfiles que se indican abajo. Calcule el peso de cada caso si el acero pesa 0,283 lb/pulg 3 y concluya.a. Cuadradab. Rectngulo con altura de tres veces el ancho.c. Rectngulo con altura de la tercera parte del anchod. Seccin circular maciza

4. Para el eje a continuacin (b1= 0.6 m, b2=0.4 m, L=a1+b1=1m, F1=1000 N, F2= 500 N) realice un diagrama de momentos en z un diagrama de momentos en y y un diagrama de momento resultante (recuerde que los momentos son vectores) calcule el dimetro mnimo que debe tener el eje para tener un factor de seguridad en fluencia mayor a 2, si el material elegido es un acero SAE 4140.

5. Para la viga de la figura abajo, solo trace el diagrama de cuerpo libre de la parte de la viga horizontal. A continuacin trace los diagramas completos de fuerza cortante y momento flexionarte. Seleccione un perfil de viga I de aluminio, con esfuerzo mximo de 12000 psi.F=100Lb

6. Para una viga con seccin I como la mostrada en la figura, descomponga la seccin en reas simples y determine el momento de inercia de la seccin, el primer momento de rea y el esfuerzo cortante en los puntos 1 a 4.

7. Calcule el par de torsin en un eje transmite 750 W de potencia cuando gira a 183 rad/s. Identifique un motor comercial equivalente (potencia en hp, No de polos, velocidad nominal en rpm).8. Dimensiones el eje redondo macizo que transmite 12 hp a 560 rpm, usando un factor de seguridad igual a 2 usando un acero con esfuerzo de fluencia de 600 MPa.

9. Dimensione el eje del problema anterior usando un eje hueco con espesor de pared de 2mm, compare el peso de los dos ejes si la densidad es 7.850 Kg/m3 . Saque conclusiones.

10. La figura muestra un eje con dos ruedas dentadas para cadena. La potencia se transmite al eje por medio de la rueda en C y hacia debajo de aquella hasta la rueda B en la que a su vez la transmite a otro eje. El eje tiene un dimetro uniforme de D=55mm y gira a velocidad angular n=120rpm, al mismo tiempo que transmite P=3.75kW de potencia. Los cojinetes en A y D funcionan como apoyos simples para el eje. Las ruedas estn fijadas al eje por medio de cueros fresados. a. Construya el diagrama de cuerpo libre del ejeb. Construya el diagrama de fuerzas cortantes y momentos flectoresc. Construya el diagrama de torque.d. Calcule el estado de esfuerzos del punto F (punto medio entre C y D en la superficie superior del eje)e. Calcule el estado de esfuerzos del punto G (punto medio entre B y C en la superficie superior del eje)f. Represente el estado de esfuerzo en un cubo unitario en para los puntos F y G.g. Construya el circulo de mohr correspondienteh. Calcule es esfuerzo equivalente de von Mises para cada punto.

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11. Una rueda de jardn consiste en una tabla circular de 2 m dimetro montada con rodamientos (sin perdidas) sobre un tubo firmemente empotrado en el suelo por medio de concreto. Calcule el estado de esfuerzos en el tubo cuando una persona de 20 Kg de masa se sienta en la orilla de la rueda. El tubo es de aluminio de 170mm de dimetro externo y 163 mm de dimetro interno. Represente el estado de esfuerzo en un cubo unitario en la superficie del tubo.