TECNOLOGIA INDUSTRIAL I ENSAYOS

Dpto. de Tecnologas IES INFIESTO

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COLECCIN DE PROBLEMAS I

Ensayo de traccin

1. Una probeta de acero de 2mm de dimetro y 200mm de longitud ente dos puntos calibrados est siendo sometida a un esfuerzo de traccin de 5.000Kg e incrementa su longitud 0,15mm. Calcular la tensin unitaria, el alargamiento unitario y el mdulo de elasticidad.

SOL: =15,91Kg/mm2, = 7,510-4, E=21.213,33Kg/mm2

2. Calcula el mdulo de elasticidad de una barra de =20mm y 5m de longitud de cierto material si, al ser sometido a un esfuerzo de traccin de 2.000Kg, experimenta un alargamiento de 2mm.

SOL: E=15.900 Kg/mm2

3. Una barra cilndrica de latn de 10mm de dimetro y con una longitud de 50mm, se somete a un esfuerzo de traccin, aplicando en sus extremos una carga de 25KN. De esta forma se observa que la distancia entre las marcas de calibracin se incrementa en 0,152mm. Hallar el mdulo de elasticidad del latn.

SOL: E=104,7109 Pa

4. Una barra cilndrica de aluminio de 2m de longitug y 20mm de dimetro, se somete a una fuerza de traccin de 5KN. El mdulo de Young del aluminio es E=70Gpa y el coeficiente de Poisson =1/3. Hallar:

a. El alargamiento de la barra. b. La disminucin del dimetro. c. El aumento del volumen AV de la barra.

SOL: a. Al=0,454mm b. Ad=-1,5110-3mm c. AV=47,5mm3

5. Durante el ensayo de traccin de una probeta de acero estirado en fro de dimetro 13mm y longitud 5cm se han obtenido los siguientes datos:

Carga axial (N) Alargamiento de la longitud patrn (cm) 0 0

8.300 0,0015 13.800 0,0025 26.400 0,0045

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Determinar: a. El mdulo de elasticidad del material. b. Alargamiento que experimenta una barra cilndrica de 6cm de alargamiento y 50cm

de longitud del mismo material al aplicar a sus extremos una carga de 50.000N, suponiendo que no haya superado el lmite de elasticidad.

SOL: a. E=2,081011 Pa b. Al=0,042mm

6. Una barra cilndrica de acero con un lmite elstico de 325MPa y con un mdulo de elasticidad de 20,7104 Mpa, se somete a la accin de una carga de 25.000N. si la barra tiene una longitud inicial de 700mm. Se pide:

a. Qu dimetro ha de tener si se desea que no se alarge ms de 0,35mm?. b. Tras eliminar la carga, la barra permanece deformada?

SOL: a. D=17,5mm b. No (=103,5106 N/m2 < E )

7. Una aleacin de cobre tiene un mdulo de elasticidad de 12.600 Kgf/mm2 y un lmite elstico de 26Kgf/mm2. Se pide:

a. La tensin unitaria necesaria para producir en una barra de 400mm de longitud, un alargamiento elstico de 0,36mm.

b. Qu dimetro ha de tener una barra de este material para que, sometido a un esfuerzo de traccin de 8.000Kgf, no experimente deformaciones permanentes?

SOL: a. =111,132 MPa b. D=19,79mm

8. Un alambre de acero con un mdulo elstico de 210.000MPa y un lmite elstico de 1.800MPA, tiene una longitud de 2m y un dimetro de 1mm. Calcule su longitud cuando se somete a una carga de traccin de 100Kg.

SOL: l=2,01188m

9. Una probeta normalizada de 13,8mm de dimetro y 100mm de distancia entre puntos, es sometida a un esfuerzo de traccin, expermientando en un determinado instante, un incremento de longitud de 310-3mm. Si el mdulo de Young del material es 21,5105 Kgf/cm2, determina:

a. El alargamiento unitario. b. La tensin unitaria en KN/m2 c. La fuerza actuante en dicho instante en N.

SOL: a. = 310-5 b. =6,321103KN/m2 c. F=945,44N

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10. Una pieza de 300mm de longitug tiene que soportar una carga de 5.000N sin experimentar deformacin plstica. Eliga el ms adecuado ente los 3 propuestos para que la pieza tenga un peso mnimo.

Material Lmite elstico (Mpa) Densidad (g/cm3) Latn 345 8,5 Acero 690 7,9

Aluminio 275 2,7 SOL:

El alumnio sera el material que tendra menor peso. 11. Una probeta normal espaola tiene 13,8mm de dimetro y 100mm de distancia entre puntosen

un ensayo de traccin comenz a fluir con una carga de 32.250N, producindose su rotura a los 59.500N. el alargamiento sufrido en ese instante fue de 18mm y el dimetro de la seccin de rotura de 10mm. Calcular:

a. El lmite de fluencia. b. La tensin nominal de rotura. c. La tensin real de rotura. d. El alargamiento en %. e. Estriccin en %.

SOL: a. f=215,61106 N/m2 b. R=397,8106 N/m2 c. R(real)=757,577106 N/m2 d. Al(%)= 18%

e. e(%)= 47,49% 12. Cual ser el alargamiento soportado por una barra cuadrada de 1cm de lado y 10cm de

longitud, si est sometida a una fuerza de traccin de 8KN, siendo su mdulo de Young 2MN/cm2 y su lmite de proporcionalidad 100Mpa?. Si la carga fuera de 80KN, qu podras decir del alargamiento?.

SOL: Al=0,04cm Si la carga fuera de 80KN no podramos calcular el alargamiento por estar por encima de la proporcionalidad.

13. Una barra cilndrica de acero, con un lmite elstico de 5.000Kp/cm2 se somete a una fuerza de traccin de 8.500Kp. Sabiendo que la gongitud de la bara es de 400mm y su mdulo de elasticidad de 2,1106Kp/cm2, calcular el dimetro de la barra para que su alergamiento total no supere las 50 centsimas de milmetro.

SOL: D=2,03cm

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14. Realizamos un ensayo de traccin con una probeta de 15mm de dimetro y longitud de referencia de medida de 150mm. Los datos obtenidos se recogen en la tabla adjunta.

Esfuerzo (Kp) Longitud de medida (mm) 0 150

500 150,01 1.000 150,02 2.000 150,03 3.000 150,04 4.000 150,05 4.500 150,06 5.000 151,28 4.000 151,87

3.750 (rotura) 153,28

Sabiendo que en el momento de la ruptura el dimetro es de 14,3mm, calcular: a. El diagrama esfuerzo deformacin. b. El mdulo de elasticidad. c. El alargamiento de rotura.

SOL: b. E=7,5106Kp/cm2 c. =2,186%