UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL- Facultad Regional Bahía Blanca Trabajo Práctico N° 8 CÁTEDRA: ELEMENTOS DE MAQUINA Capítulo 3: Tensiones y deformaciones en piezas generales. Tema: Criterios de falla (predicción de carga estática y dinámica). Alumno: Año 2013 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 cuanto 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. 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. S [Psi] 110.000 105.000 100.000 95.000 90.000 85.000 80.000 75.000 73.000 71.000 70.000 69.000 68.000 67.000 66.000 Número de ciclos 6.600 9.500 13.500 19.200 27.500 39.000 55.000 87.000 116.000 170.000 220.000 315.000 400.000 700.000 900.000 Problema 5 S [Psi] Número de ciclos 150.000 20.000 131.000 50.000 121.000 100.000 107.000 200.000 105.000 500.000 103.000 1.000.000 102.000 2.000.000 Problema 3 y 4 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.