TEORÍA DE FALLAS POR CARGA ESTÁTICA

 TEORÍA DE FALLAS POR CARGA ESTÁTICA

Una barra de acero laminado en caliente tiene una resistencia a la fluencia mínima en tensión y compresión de 50 kpsi. Usando las teorías de la energía de distorsión y del esfuerzo cortante máximo, determine los factores de seguridad de los siguientes estados de esfuerzo plano.

Una fundición de hierro ASTM tiene resistencias últimas mínimas de 30 kpsi a tensión y 100 kpsi a compresión. Encuentre los factores de seguridad usando las teorías ENM, CMF y MM para cada uno de los siguientes estados de esfuerzo. Grafique los diagramas de falla en el plano σA, σB a escala y localice las coordenadas de cada estado de esfuerzo.

En el eje de la figura se ejercen las fuerzas de las reacciones de los cojinetes R1 y R2; el eje gira a 1 150 rpm y soporta una fuerza de flexión de 10 kip. Use un acero 1095 HR. Especifique el diámetro d con un factor de diseño de n=1.6, para una vida de 3 minutos. Las superficies están maquinadas.

En este problema se ilustra que el factor de seguridad de un elemento de máquina depende del punto particular seleccionado para el análisis. Aquí se deben calcular los factores de seguridad, con base en la teoría de energía de distorsión.

En la figura se muestra una manivela sometida a una fuerza F = 190 lbf la cual causa torsión y flexión del eje de 3/4 pulg de diámetro fijado a un soporte en el origen del sistema de referencia. En realidad, el soporte puede estar en una situación de inercia que se desea hacer girar, pero para los propósitos de un análisis de la resistencia se puede considerar que se trata de un problema de estática. El material del eje AB es acero AISI 1018 laminado en caliente (tabla A-20). Mediante el empleo de la teoría del esfuerzo cortante máximo, encuentre el factor de seguridad con base en el esfuerzo en el punto A.

En este problema se ilustra que el factor de seguridad de un elemento de máquina depende del punto particular seleccionado para el análisis. Aquí se deben calcular los factores de seguridad, con base en la teoría de energía de distorsión.

La barra de acero AISI 1018 estirada en frío que se muestra en la figura, se somete a una carga de tensión fluctuante de entre 800 y 3 000 lbf. Calcule los factores de seguridad ny y nf mediante a) el criterio de falla por fatiga de Gerber, como parte del diagrama de fatiga del diseñador, y b) el criterio de falla por fatiga de ASME-elíptico, como parte del diagrama de fatiga del diseñador.

En la figura se muestra un eje montado en cojinetes, en los puntos A y D y tiene poleas en B y C. Las fuerzas que se muestran actúan en las superficies de las poleas y representan las tensiones de las bandas. El eje se hará de una fundición de hierro ASTM grado 25 usando un factor de diseño nd = 2.8. ¿Qué diámetro se debe usar para el eje?