Shape Content Based Image Retrieval

Problema 1.

La barra que se muestra en la Figura es de acero AISI 1080 (Sut=615 MPa). La variación de

carga axial cíclica, va de un mínimo de -10 kN a un máximo de 10 kN. Indique donde fallará primero la barra plana: el agujero, el filete o la acanaladura.

Problema 2.

Un eje escalonado como el que se muestra en la Figura está maquinado en acero al carbono AISI 1080 (89 ksi). Se ha medido una sobrecarga de flexión completamente invertida que es la que se muestra abajo. La misma tiene un patrón repetitivo de 45 segundos. Los diámetros se calcularon para vida infinita (107 ciclos), pero se desearía saber cuánto tiempo podría estar aguantando una solicitación como la presentada abajo. Que diferencias se encontrarían si en vez de ser flexional la solicitación es torsional

Problema 3.

A partir de los datos que se tienen de los ensayos experimentales en la Tabla que se adjunta, dibuje y halle la curva S-N desde la condición solicitación estática, sabiendo que el límite de rotura es de 240 KPsi, el límite de fluencia es de 225 KPsi.

S [Psi] Número de ciclos S [Psi] Número de ciclos

110.000 6.600 105.000 9.500 150.000 20.000 100.000 13.500 95.000 19.200 131.000 50.000 90.000 27.500 85.000 39.000 121.000 100.000 80.000 55.000 75.000 87.000 107.000 200.000 73.000 116.000 71.000 170.000 105.000 500.000 70.000 220.000 69.000 315.000 103.000 1.000.000 68.000 400.000 67.000 700.000 102.000 2.000.000 66.000 900.000 Problema 5 Problemas 3 y 4 Problema 4.

Teniendo en cuenta la pieza del Problema 2, y que está siendo solicitada con un momento flector completamente invertido, determine la cantidad de ciclos que puede sobrevivir si el valor del momento puede estar contenido en el dominio de 150 Nm a 2000 Nm.

Problema 5.

Un puntal de una aeronave experimental se ha hecho de una aleación especial cuya resistencia a la rotura estática es de 135 KPsi, la resistencia a fluencia de 120 KPsi con una elongación del 20% en 2 pulgadas. Las propiedades de fatiga se han obtenido de la tabla adjunta de experimentos correspondientes a estado de tensión axial completamente invertida, de manera que los mismos reproducen las condiciones operativas del puntal. Sabiendo que el área de la sección es de 0.1 pul² y que no hay problemas de pandeo, y que el puntal estará soportando una secuencia de solicitación con tres amplitudes de carga de valores de Pa = 10,000 lb durante 4000 ciclos, Pb = 8000 lb durante 8000 ciclos y Pc = 7000 lb durante 20,000 ciclos. Se desea saber si la pieza podrá soportar 4 secuencias de carga como la descripta.

Problema 6.

Se desea comparar dos metodologías para analizar la vida a fatiga de un tipo de acero aleado cuyas propiedades son Su = 600 MPa, Sy = 450 MPa. La primera metodología consiste en deducir la curva S-N de vida finita a partir de la carga estática. La segunda entre 1000 ciclos y 1.000.000 de ciclos. El problema es de solicitación flexional con inversión completa.

Problema 7.

La barra que se muestra en la Figura es de acero AISI 1080. La variación de carga axial media cíclica, diferente de cero, va de un mínimo de 2 kN a un máximo de 10 kN. Usando la teoría de falla de Goodman modificada, determine los factores de seguridad para el agujero, el filete y la acanaladura. Indique también en qué lugar fallará primero.

Problema 8.

El componente de 7/16” de espesor que se muestra en la Figura, tiene un filete y un agujero. La carga varía de 12000 a 2000 lb. Se conoce que la resistencia a la rotura es de 56 ksi y la fluencia es de 41 ksi. Empleando la teoría de falla de Goodman modificada, determine el factor de seguridad para las dos zonas de entalla. Donde fallará?

Problema 9.

Una barra de acero estirado en frío con una sección transversal sólida, está expuesta a una fuerza cíclica que varia entre 30000 lb a la compresión y 80000 lb a la tracción. La resistencia a la rotura es de 158 ksi y la resistencia a la fluencia es de 133 ksi. Para un factor de seguridad con valor 2, determine:

a) El límite de fatiga modificado

b) El Diámetro de la sección que producirá la falla por fatiga

c) La zona correspondiente a la falla según el diagrama de Goodman

Problema 10.

Un eje de 20 mm de diámetro transmite un momento torsor variable de T = 500 ± 400 N.m a una frecuencia de 0.2 Hz. Se han hecho pruebas con el material de la pieza que depararon la siguiente información Su = 800 MPa, Sy = 650 MPa, Sl = 0.45 Su, Se = 0.25 Su, Nl = 3500

ciclos y Ne = 1.700.000 ciclos. Se desea saber cuántas horas puede durar tal pieza.

Problema 11.

En virtud del problema precedente, se desea saber cuál debe ser el diámetro de la pieza para garantizar vida infinita.

Problema 12.

Un eslabón como el que se muestra en la figura se construye con AISI 4140 y tiene un peso estimado de 1000 lb. La carga F=5000 lb es del tipo repetitivo y alternante.

a) Si la superficie es maquinada, cuál debería ser el diámetro para resistir a fatiga con un coeficiente de seguridad 1.5.

b) Si la superficie es pulida al espejo, cúal sería el diámetro para resistir fatiga. Habrá ahorro en peso de material, de ser así en que porcentaje se daría?

Problema 13.

Calcule lo mismo que para el problema anterior pero suponiendo que la pieza tiene que trabajar en un ambiente corrosivo.

Problema 14.

Una varilla de AISI 316, con superficie pulida, se halla sometida a una carga fluctuante entre 6000 N y 18000 N. Se desea calcular:

a) El diámetro necesario para soportar 100000 ciclos de carga, sabiendo que el límite de fatiga se verificó a los dos millones de ciclos y no se sabe nada de la resistencia a fatiga en bajo ciclaje.

b) El diámetro del eje si debe vivir 50000 ciclos.

Problema 15.

Una viga bajo flexión de AISI 316, con superficie maquinada simple, en su sección más comprometida se halla sometida a una solicitación completamente revertida de 1800 N.m. Se desea calcular:

a) El diámetro necesario para soportar 500000 ciclos de carga, sabiendo que el límite de fatiga se verificó a los dos millones de ciclos y no se sabe nada de la resistencia a fatiga en bajo ciclaje.

b) Si la pieza soportó tal régimen de carga durante 350000 ciclos, cuantos ciclos podrá resistir si repentinamente la carga aumento a 2000 N.m