Problemas Propuestos de Propiedades-3

MATERIALES

PROPIEDADES

* Ud. tiene que fabricar una pieza que debe soportar 75.000 Kgf, sin deformarse  plásticamente. Considerando que cuenta con co n los materiales A y B y que el alargamiento no  puede superar los 5 mm ¿cua l material escogería si desea que la pieza tenga la menor masa  posible? Y ¿cuál material si desea que tenga el menor diámetro? Long. Inicial Inicial 5,0 m Material Esf. Fluencia Esf. Máximo

A B

Kgf/m gf/mm m 25 20

Kgf/m gf/mm m 32 24

Modulo Ductilidad Densidad elasticidad Kgf/m gf/mm m % Gr/c Gr/cm m 27.000 12 7,9 17.500 19 5,5

* Calcule la ductilidad, resiliencia, esfuerzo máximo, esfuerzo de fluencia del material AB 6 cuyo modulo de elasticidad es 25,0x10 Psi, esfuerzo de rotura = 6.044,8 Psi y su comportamiento plástico cumple con la siguiente ecu ación: 2

(Psi) = +13.724,8 - 300.000*( -0,15) . Considere que un tubo de material AB, de un metro de longitud, es sometido a una carga de 75.000 N y sufre un alargamiento de 10,0 mm. Si el diámetro externo es de 100,0 mm. determine el espesor de pared y la la deformación plástica del tubo. Psi / Pa = 6.890,0 * Ud. debe escoger el material, entre C y D, con el cual se fabricara un cilindro, que soportara una carga de 100.000 Kgf., cuyo diámetro debe ser menor a 10,0 cm., el alargamiento elástico no debe superar 20 mm. y que sea lo mas liviano posible. Justifique su escogencia. La longitud inicial del cilindro es de 250 cm. La densidad de A y de B es 5,1 3 y 6,8 gr/cm , respectivamente. A dos probetas, de longitud inicial de 10 cm y diámetro de 5 mm, de material C y D, se le realizo el ensayo de tracción, obteniéndose los siguientes resultados: C D  Alargam mm Carga Kgf Alargam mm Carga Kgf 0,00 0,00 0,00 0,00 0,55 196,35 0,55 339,68 1,00 384,85 1,00 591,01 1,25 502,65 1,30 722,57 1,55 610,65 1,50 816,81 1,71 685,26 1,70 877,68 2,03 801,11 2,10 954,26 2,62 1007,27 2,65 985,67 3,11 1164,35 3,14 999,42 4,06 1217,37 4,28 1030,84 4,53 1240,93 4,46 1038,69

* El diámetro de 3 pulgadas de una barra de cobre se debe reducir a 2 pulgadas, al pasarla  por una abertura. Considerando la deformación elástica, determine el diámetro de la 16 abertura. Modulo de elasticidad 17x10  psi y esfuerzo de fluencia 40.000 psi.

* Se aplica una fuerza de 850 lb a un alambre de Ni de 0,15 pulg. de diámetro, que tiene resistencia de cedencia de 45.000 psi y resistencia de tensión de 55.000 psi. Determine si el alambre se deforma plásticamente y si se le forma cuello. * Una probeta de aleación de cobre, de 0,505 pulg. de diámetro y 2 pulg. de longitud es sometida a un ensayo de tracción, obteniéndose los siguientes resultados: Carga (lb) 0 3.000 6.000 7.500 9.000

L

(pulg.) 0,00000 0,00167 0,00333 0,00417 0,00900

Carga (lb) 10.500 12.000 12.400 11.000

L

(pulg.) 0,0400 0,2600 0,5000 (máxima) 1,0200 (fractura)

Después de la fractura la longitud total es 3,014 pulg. y el diámetro es 0,374 pulg. Determine: a) esfuerzo de fluencia; b) resistencia máxima; c) modulo de elasticidad; d) ductilidad; e) estriccion; f) esfuerzo de fractura; g) modulo de resiliencia; h) tenacidad. * Se realizo una medición de dureza Brinell usando una esfera de 10 mm de diámetro con una carga de 3.000 Kg. La huella mide 3,91 mm de diámetro. Calcule el número de dureza Brinell. * Considere que Ud. debe preparar 50 Ton. de una aleación de aluminio con 7,0 % de Mg y que el Al se encuentra a 780° C y el Mg a 30° C. Calcule la temperatura de equilibrio. * Un acero inoxidable AISI 304 debe tener 11% de Ni y 19% de Cr y asuma que el resto es Fe. Considerando que el Fe esta a 1.600 °C y el Cr y Ni a 50 °C, calcule la temperatura de equilibrio cuando añadimos el Cr y Ni al Fe. * Ud. debe escoger el material para fabricar el cuadro de una bicicleta para pista, cuales  propiedades serian necesarias conocer para realizar la mejor escogencia?. Si la bicicleta es  para montañismo, habría alguna diferencia? Explique * La distancia entre los centros de dos átomos de Fe en la dirección aumenta 0,0009 nm al aplicársele una tracción de 1.000 MPa. Calcule el modulo elástico en esa dirección. El modulo elástico en la dirección es 125 GPa, cuanto se separan los átomos en esa dirección cuando se le aplica una tracción de 1.000 GPa.