Tecnología Mecánica

1. ¿Cuál es el esfuerzo permanente al que está sometido el núcleo del tornillo de una unión cuando trabaja a la fatiga?

2. ¿Cómo responde el filete roscado del tornillo de una unión en la situación de trabajo normal?

Con una cortante, , en la base del filete

3. En la situación de carga σ 1 = - σ2 y σ3 = 0 ¿cuál es la diferencia entre aplicar el criterio de Ranking y el de Tresca?

σ3 = 0 estado bidimensional

RANKINE:

TRESCA:

QA

QT

Q

∆

El criterio de Rankine define un cuadrado, mientras que el de Tresca un hexágono irregular.

El criterio de Tresca es más exigente.

4. En el cálculo de un árbol, ¿cómo se tratan el momento flector y el cortante debidos a las fuerzas perpendiculares al eje?

El momento flector genera una σ

El cortante es nulo en el centro de la sección del árbol.Luego el elemento diferencial de la sección del árbol más cargado es el de la periferia,

para materiales dúctiles, de valor

5. Una pieza está construida con un material cuyo límite a la rotura es de 1000Mpa. Definir el coeficiente de seguridad cuando está sometida a un esfuerzo τ=+/- 72 Mpa sabiendo que Ka = Kb = 0,71

τ es cíclica pura τC = 72 ; τP = 0¿no hay σ?

Punto de carga: (σqP ; σqC) = (0 ; 124,7)

6. ¿Cómo varía la respuesta del núcleo de un árbol al girar por acción de un par torsor?

En el núcleo el par torsor es cero.

σR = 1000

σF = 500

σF = 500

Recta de carga

a de carga

Punto de carga

a de carga

σ admisible

a de carga

Recta Sodeberg del material

Recta Sodeberg de la pieza

7. ¿Qué le pasa a un árbol cuando se le aplica un par torsor?

En el núcleo el cortante es cero, en la periferia máximo de valor…¿ ?

8. ¿Qué le ocurre a la sección de un árbol sometido a un momento flector?

Por encima de la fibra neutra se comprime y por debajo se tracciona

9. ¿Cuál es la carga total de un tornillo cuando el módulo elástico de su material es igual al de las piezas de unión?

10. ¿Cómo se realiza el cálculo a la fatiga con tensiones o cargas combinadas variables?

Con el σ equivalente de Von Mises para cargas cíclicas y variables

11. Justifica la diferencia entre τ=0,577 σ y τ =0,5 σ

En Tresca sólo tenemos σ y queremos hallar τ, así que acudimos al cícrculo de Möhr: σ1 = σ2 = τ

12. Un material con el límite a la compresión de 500N/mm2 y a la tracción de 200 N está sometido a σ1 = - σ2 = 150N/mm2 . Definir el coeficiente de seguridad.

σ

τ

σ1 = τσ2 = τ

τ

τ

σ+ ≠ σ - Rankine

13. Un material cuyo límite de rotura a compresión es 500N/mm2 y de rotura a tracción es de 200N/mm2, está sometido, su elemento diferencial más cargado a un esfuerzo τ = 150N/mm2, ¿cuál es su coeficiente de seguridad?

Igual que el ejercicio anterior (15) porque la σ1 = -σ2 = τ (Círculo de Möhr)

14. ¿Cuál es el modelo de cálculo a la fatiga para cargas de compresión?

Sodelerg Ampliado

15. ¿Qué valora el coeficiente de mayoración por forma de la pieza?

Lo mismo que el coeficiente de concentración de tensiones

La relación entre la tensión máxima y la tensión media.

16. ¿Qué valora el coeficiente de concentración de tensiones?

La relación entre la tensión máxima y la tensión media.

17. ¿Cuándo trabaja un árbol a la fatiga?

Cuando está sometido a cargas cíclicas y a un momento flector.

σ1

σ2

200

200

500

500

150

150

200

Recta de carga

σ admisible

18. ¿Cómo responden los aceros a cargas de compresión variables?

Sodeberg Ampliado: con una tensión cíclica

19. Define los esfuerzos del elemento diferencial del centro de la sección de un árbol sometido a un momento torsor y a una fuerza axial.

En el centro de la sección de un árbol el momento torsor es nulo.

Una fuerza axial crearía una tensión distribuida por toda la sección de valor:

20. Define los esfuerzos del elemento diferencial del centro de la sección de un árbol sometido a un momento torsor.

En el centro de la sección de un árbol el momento torsor es nulo.

21. ¿Qué diferencia existe entre el diagrama de Sodeberg del material y el de la pieza?

Al diagrama de la pieza se le aplica la Kminoración

22. ¿Cuál es el principio teórico del criterio de rotura de Von Mises?

Energía de distorsión = E total de deformación – E necesaria para el cambio de volumen

23. En los tornillos de métrica, ¿de qué depende el coeficiente de minoración a la fatiga?

Del material del tornillo

24. ¿Cómo se define el coeficiente de seguridad?

25. ¿Cuál es el modelo empleado para el cálculo del filete roscado en un tornillo?

σ rotura

σ fatiga

Zona de compresión

Zona de tracción

Viga de sección variable triangular, sometida a un esfuerzo cortante ¿constante? de

valor en el empotramiento.

26. ¿Qué tipo de material se adapta mejor al criterio de alargamiento máximo?

Elástico

27. ¿Cuál es la capacidad de carga de un tornillo de elevación M 56x1,5 6.8?

28. Un material de un mecanismo tiene las siguientes características: σr=500 N/mm2 σe=400N/mm2 y σf=250N/mm2. Este mecanismo está sometido a una carga de compresión variable entre 0 y 100 N/mm2, con un coeficiente de concentración de tensiones de Ke=1,25. Definir el coeficiente de seguridad.

σ - = (0 ; 100) es de compresión, luego es negativa

500

250

312,5

5050312,5

Recta de Sodeberg del material

Recta de Sodeberg de la pieza

Punto y Recta de carga

σ admisible

50

100

29. En una unión por tornillos, ¿cuál es el límite de aplicación de la fórmula?:

Qt no debe superar el acortamiento de la pieza unión.La recta Qt debe cortar a la recta de la unión de la pieza.

30. Define recta de carga en el diagrama de Sodeberg.

Es la que une el origen con el punto de carga.

31. Justificar en el cálculo resistente de un árbol, sometido a fuerzas perpendiculares al eje, el no considerar la respuesta del núcleo al cortante.

Porque el cortante en el núcleo es mucho menor que la σ, y por tanto, el cortante en el núcleo es despreciable.

32. Un material tiene de límite a la rotura por tracción 500 Mpa y a compresión 1000Mpa, definir las zonas de seguridad en el plano según los distintos criterios de rotura para un coeficiente de seguridad de dos.

σ+ ≠ σ- es un material frágil Rankine

33. Valorar las ventajas e inconvenientes que tiene en un tornillo el filete roscado triangular o rectangular.

Hay mayor rozamiento ficticio en filetes rectangulares.

Si queremos que la rosca no desenroque fácilmente debemos usar filetes triangulares ya que tienen menos rozamiento ficticio.

34. Un elemento diferencial de material (σr=1400Mpa σe=1000Mpa y σf=700Mpa) está sometido a un esfuerzo de compresión-tracción variable entre ±500Mpa y un esfuerzo cortante variable entre 0 y 50 Mpa. Definir el coeficiente de seguridad a la

50021000

2502500

PREVISIBLEPREVISIBLE

PREVISIBLEPREVISIBLE

CS

CS

500

500

250

2501000

1000

500

500

fatiga.

σ puramente cíclica σC = 500τ variable τP = 25 ; τC = 25

Punto de carga: (σqP ; σqC) = (43,3 ; 501,87)

35. Define las tensiones principales para un elemento diferencial sometido solamente a un esfuerzo cortante.

Círculo de Möhr σ1 = σ2 = τ

36. En un tornillo M 6x1 6.8, valora el esfuerzo Q necesario para pasarlo de rosca. (Se tomará como diámetro interno el diametro nominal)

Círculo de Möhr: τ = σ p:paso d: diámetro interior

1400

700

σP

σC

43,3

501,87

X = 57,85

Recta de Sodeberg

Recta de Carga

σ admisible

σ

τ

σ1 = τσ2 = τ

τ

τ

Pasarlo de rosca CS = 1

En la base del filete sólo hay τ

37. ¿Cuál es el valor máximo del coeficiente de forma de la carga?

K = 2

38. Relación entre el límite de fatiga y límite de rotura

Para aceros:

para σR ≤ 1400 MPa σF = 0,5.σR

para σR > 1400 MPa σF = 700 MPa

pag.43. aceros, fundiciones….¿hay que ponerlos todos?