1-1 ¿Cuál es el módulo de elasticidad del acero AISI 1141? ¿Del AISI 5160?

AISI 1141 190-210 GPa

AISI 5160 263.68 GPa

1-2 Una barra rectangular de acero mide 1.0 plg por 4.0 plg por 14.5 plg. ¿Cuál es su peso en libras?

ρ=mV

m=(7850kgm3 )( 1m3

61024 pl3 ) (1 x4 x14.5 pl3)=7.46kg

W=m. g W=(7.46kg )(9.8m

s2 )=(73.108N )( 0.225 lb1N )=16.45 lb

1-3 Una barra circular mide 50 mm de diámetro y 250 mm de longitud. ¿Cuánto pesa en newtons?

ρ=mV

m=(7850kg

m3 ) (π ) ( (0.025m )2 )(0.25m)=3.85kg

W=m. g W=(3.85kg )(9.8m

s2 )=37.73N

1-4 Si se aplica una fuerza de 400 N a una barra de titanio y a una barra idéntica de magnesio ¿cuál se alargaría más?

Se alargaria más la barra de Magnesio debido a su bajo modulo de elasticidad.

1-5 Mencione cuatro tipos de aceros estructurales y dé el punto de cedencia de cada uno.

ASTM A36  = 248 MPa.

ASTM A242 ¾” = 395 MPa.

ASTM A514 = 640 MPa.

ASTM A572 = 42ksi; 45ksi; 50ksi; 55ksi; 60ksil; 65ksi

1-6 ¿Qué significa la designación 6061 - T6 para una aleación de aluminio?

Tiene como principales elementos el Mg y Si, con esto se endurece el material. Por lo general contiene 1% de Mg y .6% de Si. La terminación T6 Tratado térmicamente por solución y Envejecido artificialmente

1-7 Haga una lista de la resistencia última, resistencia elástica, módulo de elasticidad de los aluminios, 6061-O,6061-T4y6061-T6.

6061-O Resistencia elástica: 55 MPa. Resistencia máxima: 125 MPa

6061-T4 Resistencia elástica: 110 MPa. Resistencia máxima: 207 MPa

6061-T6 Resistencia elástica: 275 MPa. Resistencia máxima: 310 MPa

6061-T651 Resistencia elástica: 255 MPa (37 KSI). Resistencia máxima: 290 MPa (42 KSI). Módulo de elasticidad 69 GPa (10000 KSI).

1-8 Haga una lista de cinco usos para el bronce.

Cañerías, herrajes artísticos, chapas, carpintería metálica y en la fabricación de elementos cubiertos con níquel o cromo.

1-9 Haga una lista de tres características deseables del titanio en comparación con el aluminio y el acero.

Alta resistencia y su densidad es la mitad del acero aproximadamente.

La relación resistencia peso ofrece una mayor ventaja contra el aluminio y acero.

Alta resistencia a temperaturas, puede llegar hasta 538°C.

Resistente a la corrosión

1-10 Nombre cinco variedades de hierro fundido.

Hierro dúctil

Hierro Blanco

Hierro Gris

Hojalata

Hierro Maleable

1-11 ¿Qué tipo de hierro fundido se considera generalmente como quebradizo?

La fundición gris clase 20 tiene una resistencia a la tracción mínima de 20000 psi (aproximadamente 1407.8 kg/cm 2 o  140,000 kPa). La clase 20 tiene alto carbono equivalente y una matriz ferritica.

1-12 ¿Cuáles son las resistencias últimas a tensión y a compresión del hierro fundido ASTM A48 grado 40?

Resistencia última a tensión = 276MPa

Resistencia a la compresión = 965MPa

1-13 ¿Cuáles es la diferencia entre el hierro dúctil y el hierro gris?

Se diferencia el hierro dúctil del hierro gris por sus notable propiedades mecánicas (elasticidad, resistencia a los choques, elasticidad).

1-14 Haga una lista de los esfuerzos permisibles a flexión, tensión, compresión y a cortante de la madera de abeto Douglas grado 2.

1-15 ¿Cuál es el rango normal de resistencias a la compresión del concreto?

Pueden variar desde 2500 psi (17 MPa) para concreto residencial hasta 4000 psi (28 MPa) para estructuras comerciales.

Para determinadas aplicaciones se especifican resistencias superiores hasta los 10000 psi (70 MPa).

1-16 Describa la diferencia entre materiales termoplásticos y termoendurecibles.

La diferencia entre los dos tipos de plásticos es que los termoplásticos, después de haberse endurecido en el proceso de calentamiento, pueden ser recalentados y llevados a adoptar nuevas formas varias veces sin que cambien mucho sus propiedades. Como consecuencia, los desechos de termoplásticos pueden ser recalentados y reutilizados. En cambio, los tipos termoendurecibles toman un estado permanente de endurecimiento después de ser calentados (y a veces, sometidos a presión); después de esto ya no pueden volver a fundirse o tomar una nueva forma. El calentamiento posterior sólo rompe los ligamentos cruzados permanentes de la cadena polimérica.

1-17 Nombre tres plásticos adecuados para utilizarse en la fabricación de engranes o levas en dispositivos mecánicos.

Policarbonato, polyester, polyurethane.

1-18 Describa el término compuesto.

Un compuesto está formado por moléculas o iones con enlaces estables y no obedece a una selección humana arbitraria.

Los elementos de un compuesto no se pueden dividir o separar por procesos físicos (decantación, filtración, destilación), sino sólo mediante procesos químicos.

1-19 Nombre cinco tipos básicos de materiales que se utilizan como matriz de materiales compuestos.

Algunos de los materiales de matrices de uso más frecuente son:

o Polímeros termoplásticos: Polietileno, nylon, polipropileno, poliestireno,

poliamidas.o Polímeros termoendurecibles: Poliéster, epoxio, polimida fenólica.

o Cerámicas y vidrio

o Carbono y grafito

o Metales: Aluminio, magnesio, titanio

1-20 Nombre cinco termoplásticos distintos que se utilizan como matrices de

materiales compuestos.

Polietilenos

Polipropilenos

Policloruro de vinilo

Poliamidas

Policarbonatos

Poliuretanos

1-21 Nombre tres plásticos termoendurecibles distintos que se utilizan como matrices

de materiales compuestos.

1-22 Nombre tres metales utilizados como matriz de materiales compuestos.

Podemos citar por ejemplo el magnesio reforzado con grafito que se utiliza en la

fabricación de estructuras satelitales, el aluminio reforzado con carburo de silicio para

partes de motores de combustión interna y el cobre reforzado con grafito aplicado a

contactos eléctricos.

1-23 Describa nueve formas que pueden adoptar los materiales de relleno al utilizarse en materiales compuestos.

1-24 Discuta las diferencias entre hebras, fibras y tejidos como formas distintas de rellenos para materiales compuestos.

1-25 Nombre siete tipos de materiales de relleno utilizados para materiales compuestos.

1-26 Nombre cinco tipos distintos de rellenos de fibra de vidrio utilizados para materiales compuestos y describa las principales características de cada uno.

1-27 ¿Cuál de los materiales de relleno más común tiene la mayor rigidez?.

1-28 ¿Qué materiales de relleno deben considerarse para aplicaciones a alta temperatura?.

Las fibras meta-aramídicas son mejor conocidas por su resistencia química e hidrolítica y su alta resistencia a la temperatura. El rango de pH para la fibra meta-aramídica es de 1 a 13, y es resistente a la degradación hidrolítica lo que la hace adecuada para condiciones de temperatura/ humedad, usadas hasta en 260°C (500°F)

1-29 ¿Cuál es una marca comercial común de las fibras aramídicas?.

Kevlaro poliparafenilenotereftalamida es una poliamida sintetizada por primera vez en 1965 por la química Stephanie Kwolek, quien trabajaba para DuPont. La obtención de las fibras de Kevlar fue complicada, destacando el aporte de Herbert Blades, que solucionó el problema de qué disolvente emplear para el procesado. Finalmente, DuPont empezó a comercializarlo en 1972. Es muy resistente y su mecanización resulta muy dificil.Esencialmente hay dos tipos de fibras de Kevlar: Kevlar 29 y Kevlar 49.El Kevlar 29 es la fibra tal y como se obtiene de su fabricación. Se usa típicamente como refuerzo en tiras por sus buenas propiedades mecánicas, o para tejidos. Entre sus aplicaciones está la fabricación de cables, ropa resistente (de protección) o chalecos antibalas. El Kevlar 49 se emplea cuando las fibras se van a embeber en una resina para formar un material compuesto. Las fibras de Kevlar 49 están tratadas superficialmente para favorecer la unión con la resina. El Kevlar 49 se emplea como equipamiento para deportes extremos, para altavoces y para la industriaaeronáutica, aviones y satélites de comunicaciones y cascos para motos.

1-30 Defina la resistencia específica de un material compuesto.

1-31 Defina el módulo específico de un material compuesto.