4 Myrma Armazones Maquinas

23/09/2016

MECANICA Y RESISTENCIA DE MATERIALES

UNIDAD 2: ANALISIS DE ESTRUCTURAS

Ing. Edwin Cuadros Camposano

HORARIO

4:10 a 4:55 4:55 a 5:40 5:40 a 6:00 6:00 a 6:45 6:45 a 7:50 7:50 a 9:00

Armazones y Máquinas Clase de armazones. Clase de Armazones. Breack Entrega del trabajo y exposición 3 alumnos. Clase de Máquinas Resolución de ejercicios, en grupos de 2.

Compromiso del alumno: 1. Llegar temprano. 2. Revisar las diapositivas de la clase. 3. Leer libro de consulta, Beer/Johnston 4. Practicar ejercicios en casa para el examen.

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REPASO:

1. Dos tipos de apoyo en estructuras.

Articulación

Apoyo Simple o movil

Apoyo Fijo

Empotramiento Apoyo Fijo

REPASO:

2. Condiciones de equilibrio. Suma de fuerzas (ΣF) será cero: Suma de momentos (ΣM) será cero:

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REPASO: ANÁLISIS DE ARMADURAS SIMPLES:

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El análisis o diseño de una armadura, involucra el cálculo de la fuerza que actúa en cada uno de sus miembros o elementos.

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Si la fuerza tiende a alargar las fibras del elemento, es una fuerza de tensión (T), y si tiende a acortarlo, es una fuerza de compresión (C).

ARMADURA Compuesto por elementos que solo resisten tracción y compresión. Las uniones son articulaciones sin fricción.

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OBJETIVO El objetivo del análisis estructural en armazones y máquinas

ARMAZONES ARMADURAS

MÁQUINAS

ARMAZONES Y MAQUINAS Los armazones y las máquinas son estructuras conectados mediante pasadores sometidos a más de dos fuerzas. Los armazones se usan para soportar cargas. Las máquinas contienen partes móviles y están diseñadas para transmitir y modificar el efecto de las fuerzas. Una vez obtenidas las fuerzas en las uniones, es posible diseñar el tamaño de los elementos, conexiones y soportes al aplicar la teoría de la mecánica de materiales.

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ARMAZÓN

Armazones: Contiene al menos un elemento sobre el cual actúan 3 o mas fuerzas. Tomado de Beer/Johnston

EJEMPLO 1 Para el armazón, trace el diagrama de cuerpo libre de (a) cada elemento, (b) el pasador situado en B (c) los dos elementos conectados entre sí.

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EJEMPLO 1

EJEMPLO 1

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ARMAZONES

ARMAZONES

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MAQUINAS

Sistema que contiene partes móviles diseñadas para transmitir y modificar fuerzas. El principal objetivo es transformar fuerzas de entrada en fuerzas de salida

EJEMPLO 1 En la banda transportadora se mantiene una tensión constante con el dispositivo que se muestra en la figura. Trace los diagramas de cuerpo libre del bastidor y del cilindro que rodea la banda. El bloque suspendido tiene un peso de W.

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EJEMPLO 1 En la banda transportadora se mantiene una tensión constante con el dispositivo que se muestra en la figura. Trace los diagramas de cuerpo libre del bastidor y del cilindro que rodea la banda. El bloque suspendido tiene un peso de W.

W

EJEMPLO 1 En la banda transportadora se mantiene una tensión constante con el dispositivo que se muestra en la figura. Trace los diagramas de cuerpo libre del bastidor y del cilindro que rodea la banda. El bloque suspendido tiene un peso de W.

W

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EJEMPLO 2 La pala de la excavadora contiene una carga de tierra de 500 kg, con un centro de masa en G. Calcule las fuerzas desarrolladas en los cilindros hidráulicos IJ y BC debido a esta carga.

EJEMPLO 3 Trace los diagramas de cuerpo libre del cucharón y del pescante vertical de la retroexcavadora que se muestra en la fotografía, figura. El cucharón y su contenido tienen un peso W. Ignore el peso de los elementos.

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EJEMPLO 3

EJEMPLO 3

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EJEMPLO 3

TRABAJO FINAL DEL CURSO

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TRABAJO FINAL DEL CURSO

TRABAJO FINAL DEL CURSO

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TRABAJO FINAL DEL CURSO

DCL Fuerzas internas Esfuerzos Deformaciones Flexión Torsión

EJEMPLO 4 El hombre de 75 kg que se muestra en la figura intenta levantar una viga uniforme (40 kg) desde el soporte de rodillo en B. Determine la tensión desarrollada en el cable unido a B y la reacción normal del hombre sobre la viga cuando esto está a punto de ocurrir.

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EJEMPLO 4

x 9.81 N

EJERCICIO 1 Determine la fuerza que actúa sobre el elemento BD y la componente de la reacción en C.

Tomado de Beer/Johnston

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EJERCICIO 2 Determine los componentes de todas las fuerzas que actúan sobre el elemento ABCD del ensamble que se muestra en la figura.

Tomado de Beer/Johnston

EJERCICIO 3 Determine la fuerza que actúa sobre el elemento BD y la componente de la reacción en C

Tomado de Beer/Johnston

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EJERCICIO 4 Determine los componentes de todas la fuerzas que actúan sobre el elemento ABD del marco que se muestra en la figura.

Tomado de Beer/Johnston

EJERCICIO 5 Determine los componentes de las reacciones en A y E si se aplica una fuerza de 750 N dirigida verticalmente hacia abajo a) en B y b) en D.

Tomado de Beer/Johnston

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EJERCICIO 6 Determine todas las fuerzas ejercidas sobre el elemento AI si el marco se carga con una fuerza de 40 lb dirigida horizontalmente hacia la derecha y se aplica a) en el punto D y b) en el punto E

Tomado de Beer/Johnston

EJERCICIO 7 Un tubo de 3 pies de diámetro se sostiene cada 16 fts mediante un marco pequeño como el que se muestra en la figura. Si se sabe que el peso combinado del tubo y su contenido es de 500 lb/fts y se suponen superficies sin fricción, determine las componentes a) de la reacción en E y b) de la fuerza ejercida en C sobre el elemento CDE.

Tomado de Beer/Johnston

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EJERCICIO 8 La cabina y la unidad motriz de la retroexcavadora que se muestra en la figura está conectada mediante un perno vertical localizado 2m detrás de las ruedas de la cabina, y la distancia desde C hasta D es de 1m . El centro de gravedad de la unidad motriz de 300 kN está localizado en G m mientras que los centros de gravedad de la cabina de 100 kN y la carga de 75 kN se localizan, respectivamente, en G c y G l . Si se sabe que el tractor esta en reposo sin aplicar sus frenos, a) las reacciones en cada una de las cuatro ruedas y b) las fuerzas ejercidas sobre la unidad motriz en C y D.

Tomado de Beer/Johnston

EJERCICIO 9 El movimiento del cubo de la retroexcavadora que se muestra en la figura se controla mediante los cilindros hidráulicos AD, CG y EF. Debido a un intento por sacar de su posición una porción de losa, se ejerce una fuerza P de 2 kips sobre los dientes del cubo en J. Si se sabe que 0=45°, determine la fuerza ejercida por cada cilindro.

Tomado de Beer/Johnston

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EJERCICIO 10 Determine la magnitud de las fuerzas de apriete ejercidas sobre la tuerca a lo largo de la línea aa cuando se aplican dos fuerzas de 50 lb sobre los mangos, como se muestra en la figura. Suponga que los pernos A y D se deslizan libremente en las ranuras de las mandíbulas.

Tomado de Beer/Johnston

EJERCICIO 11 Con el brazo de extensión telescópica ABC se levanta una plataforma para trabajadores de la construcción. La masa conjunta de los trabajadores y de la plataforma es de 200 kg y su centro de gravedad compuesto se localiza directamente por encima de C. Para la posición en la cual 0 = - 20° 0 = 20°, determine a) la fuerza ejercida en B por el cilindro hidráulico simple BD y b) la fuerza ejercida sobre el soporte del sistema en A.

Tomado de Beer/Johnston

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EJERCICIO 12 Al usar las pinzas cortadoras para pernos que se muestran en la figura, un trabajador aplica dos fuerzas de 300 N sobre sus mangos. Determine la magnitud de las fuerzas ejercidas por las pinzas cortadoras sobre el perno.

Tomado de Beer/Johnston

EJERCICIO 13 El cucharón de la retroexcavadora y su contenido tienen un peso de 1200 lb y centro de gravedad en G. Determine las fuerzas del cilindro hidráulico AB y en los eslabones AC y AD para mantener la carga en la posición mostrada. El cucharón se conecta mediante un pasador ubicado en E.

Tomado de Beer/Johnston

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LOGROS

1.Importante la Participación del alumno y claridad en los ejemplos. 2.Condiciones de equilibrio. 3.Fuerzas que actúan en un elemento. 4.Condición de para un armazón. 5.Condición para un máquina.

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