UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS – ESPE ESPE DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y MECÁNICA Asignatura: Diseño de Elementos de Máquinas Alumno: SARZOSA Z., Brian A. Tema: Capitulo 8: Tornillos, Sujetadores y Capitulo 9: Soldadura Adhesión
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IMEC 6 Fecha: 31-07-14
CAPÍTULO 8 y 9. 8-7:
Para la prensa de tornillo mostrada en la figura, una fuerza es aplicada al final de la manija 3 ½ pulg desde la línea central del tornillo. La manija de 3 3/8 pulg de diámetro, está hecha de acero AISI 1006 estirado en frío. La longitud global es de 4.25 pulg. El tornillo es de ¾ pulg – 10 UNC y tiene una longitud de 8 pulg, global. La distancia de A es de 3 pulg. La prensa sujetará partes de hasta 6 pulgadas de altura. a) ¿Qué par de torsión sobre el tornillo causará que, de forma permanente, la manija se doble? b) ¿Qué fuerza de sujeción dará la respuesta al inciso a) si desprecia la fuerza de fricción del collarín y si la fricción en la rosca es 0.15? c) ¿Qué fuerza de sujeción causará que se pandee el tornillo? d) ¿Existen algunos otros esfuerzos o fallas posibles que se deban evaluar?
8-47: El armazón en forma de A invertida, que se muestra en la figura, se va atornillar a vigas de acero en el techo de un cuarto de máquinas, mediante pernos ISO grado 8.8 El armazón debe soportar la carga radial de 40 kN. El agarre total de los pernos es de 48 mm, que incluye el espesor de la viga de acero, el de la pata del armazón y el de las arandelas de acero que se utilizarán. El tamaño de los pernos es de M20X2.5. a) ¿Qué par de torsión de apriete se debe usar si la conexión es permanente y si se lubrican los sujetadores? b) Determine los factores de seguridad contra la fluencia, la sobrecarga, y la separación de la unión.
8-60:
La sección de la junta sellada que se muestra en la figura, está cargada mediante la fuerza que se cicla entre 4 y 6 kips. Los elementos tienen E = 16 Mpsi. Todos los pernos se han precargado con cuidado hasta F1 = 25 kip cada uno. a) Determine el factor de seguridad a la fluencia b) Determine el factor de seguridad contra la sobrecarga c) Determine el factor de seguridad basado en la separación de la unión. d) Determine el factor de seguridad contra la fatiga empleando el criterio de Goodman
8-66: En la figura se presenta una junta traslapada con pernos SAE grado 5. Los elementos son de acero AISI 1020 estirado en frío. Encuentre la carga segura de cortante a tensión F que puede aplicarse a esta conexión a fin de proporcionar un factor de seguridad de 2 para los siguientes modos de falla: por cortante de los pernos, por aplastamiento de los pernos, por aplastamiento de los elementos y por tensión de los elementos
8-68:
En la figura hay una junta traspalada con pernos ISO clase 5.8 y elementos de acero SAE 1040 estirado en frío. Encuentra la carga cortante de tensión F que se puede aplicar a esta conexión para proporcionar un factor de seguridad mínimo de 2.5 para los siguientes modos de falla: por cortante de los pernos, por aplastamiento de los pernos, por aplastamiento de los elementos y por tensión de los elementos.
8-77:
Una barra de acero AISI 1018 estirado en frío 3/8 x 2 pulg está sujeta en voladizo y soporta una carga estática de 250 lbf. Como se ilustra en la figura. La barra está sujeta al soporte mediante dos pernos de 3/8 pulg – 16 UNC SAE grado 4. Encuentre el factor de seguridad para los siguientes modos de falla: cortante del perno, aplastamiento del perno, aplastamiento del elemento y resistencia del elemento.
9-1 En la figura se muestra una barra de acero horizontal con espesor h cargada a tensión constante y soldada a un
soporte vertical. Encuentre la carga F que causará un esfuerzo cortante permisible en las gargantas de las soldaduras.
Donde b= 50mm , d= 50 mm , h= 5 mm esfuerzo permisible= 140 MPa
9-17 Una barra de acero de
pulg de espesor, usada como viga, está soldada a un soporte vertical mediante dos soladuras de filete, como se ilustra en la figura. a) Calcule la fuerza de flexión segura F si el esfuerzo cortante permisible en las soldaduras es de 20 kpsi. b) En el inciso a) se determinó una expresión simple de F , en términos del esfuerzo cortante permisible. Estime la carga permisible si el electrodo es E7010, la barra es de acero 1020 laminado en caliente y el soporte es de acero 1015 laminado en caliente. 34
Donde b=50 mm c=150 mm d=50mm h=5mm Tper=140 MPa
9-29 El esfuerzo cortante permisible de la estructura soldada que se ilustra es 20 Kpsi. Estime la carga F que causará el esfuerzo mencionado en la garganta de la soldadura.
9.31 Una barra de acero de espesor h está sometida a una fuerza de flexión F. El soporte vertical está inclinado de tal manera que las soldaduras horizontales tiene longitudes b1 y b2. Determine F si el esfuerzo cortante máximo permisibles es tpermisible.
Donde: b1= 30mm, b2= 30 mm, c=150mm, d=50mm, h=5mm, tperm=140MPa
