Final - Csar Esquivel

Vista previa del material en texto

Instituto Politécnico Nacional
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
Plantel Azcapotzalco
	
	
Ingeniería en Robótica Industrial
Asignatura: Resistencia de materiales I
4RM2 
Práctica 2
Integrantes:									Boleta:
César Antar Esquivel González						2016360213
Jorge Luis Chavez Cantoriano						2016360128
Alan González Lorenzana							2016360303
28 – Febrero – 2017 
ÍNDICE
1. Introducción………………………………………………………………………………………………………………….	3
2. Marco teórico……………………………..………………………………………………………………………………..	4
3. Ejercicio 1………………….…....................................................................................................	5	
4. Ejercicio 2………………….…....................................................................................................	10
5. Conclusiones………………………………………………………………………………………………………………...	14
INTRODUCCION
En esta segunda practica se llevara a cabo 2 problemas los cuales uno se dio en el alon de clases de la parte teórica de la materia y el segundo problema se dio en el laboratorio.
Como ya antes visto el tema de ESFUERZO NORMAL seguiremos retomando el tema de manera que lo dominemos y veamos las diferentes funciones que nos puede dar el programa en ayuda a un mejor entendimiento de la materia
MARCO TEÓRICO
Esfuerzo normal:
Se define como la fuerza por unidad de superficie que soporta o se aplica sobre un cuerpo, es decir es la relación entre la fuerza aplicada y la superficie en la cual se aplica.
Una fuerza aplicada a un cuerpo no genera el mismo esfuerzo sobre cada una de las superficies del cuerpo, pues al variar la superficie varia la relación fuerza / superficie, lo que comprende el esfuerzo.
El esfuerzo normal (esfuerzo axil) es el esfuerzo interno o resultante de las tensiones o compresiones perpendiculares (normales) a la sección transversal de un cuerpo, es decir, en un área de contacto.
 De donde también se puede definir la Fuerza aplicada como una magnitud vectorial (con dirección y sentido) que tiende a producir un cambio en la dirección de un cuerpo o como modificación de su estructura interna, es decir tiende a producir una deformación. Debido a su carácter vectorial, se puede decir que una fuerza está compuesta de varias fuerzas y se puede descomponer en ellas. Se considera la existencia de dos tipos de fuerzas principales: de cuerpo o másicas y las de superficie.
El esfuerzo normal (σ) es el que tiende a comprimir o separar (según sea compresivo o tensional), las dos partes del cuerpo que quedan a ambos lados del plano sobre el que actúa. Las componentes de un esfuerzo que actúa sobre un plano con el que forma un ángulo, son:
σ = sen θ y σ = cos θ
Problema 1: 
Cada uno de los 4 eslabones verticales tiene una sección transversal rectangular uniforme de 8mm x 36mm y cada uno de los 4 pasadores tiene un diámetro de 16mm.
Determine el valor máximo del esfuerzo normal promedio en los eslabones que conectan.
1. “B” y “D”
1. “C” y “E”
B
C
D
E
0.25 m
0.4 m
20 KN
0.2 m
A
Solución analítica:D.C.L.
A
B
C
20 KN
FBD
FCE
A1
A2
36mm
8mm
20mm
8mm
1. 
1. 
Problema 1:
1.- Se ejecuta el programa MDSolids que nos mostrará la siguiente ventana. Una vez estemos en ésta ventana seleccionaremos la opción de “Problem library” que nos desplegara las siguientes opciones.
2.- Una vez teniendo esa pestaña, seleccionamos la opción de “Normal Stress”, a continuación mostrará otras opciones, nosotros abriremos la que dice “Vertical axial members” y nos va a desplegar otras dos opciones de las que elegiremos la que dice “Road áreas specified” que identificaremos con el siguiente diagrama: 
3.- A continuación se mostrará una nueva ventana con el modelo que nos ayudará a resolver el problema. En la parte superior izquierda aparecen unas pestañas, nosotros trabajaremos en la pestaña “a”, ya que solo nos pide el área de la pieza y la fuerza aplicada, por ultimo pondremos en 2 piezas el modelo.
4.- Ahora se colocarán los datos en sus casillas correspondientes para poder calcular el esfuerzo resultante.
5.- Ahora, solo tenemos que dar “clic” en el botón que dice “Compute” y nos arrojará los resultados del inciso “a” del problema, que es el esfuerzo de la sección DB.
6.- Para calcular en inciso “b”, se hará exactamente lo mismo que se hizo del paso 3 al 5, solo que en este caso se va a calcular con datos diferentes, que solo son el área y la fuerza aplicada.
7.- Ya solo queda dar “clic” en el botón que dice “Compute” para que nos dé el resultado y compararlo con el resultado analítico, que es el esfuerzo de la sección CE.
Problema 2:
Una viga “AC” está suspendida por dos cables “AB” y “CD”, a la viga se le aplica una carga de 6 KN, determine la distancia “X” a la que se debe colocar la carga para que los esfuerzos en los cables sea el mismo.
A
B
C
D
A=12mm2
A=8mm2
3m
6 KN
X
Solución analítica: 
D.C.L.
A
C
6 KN
FAB
FCD
3m
X
 ……………………… 1 
 …………… 2
Resolviendo el sistema de ecuaciones:
Problema 2:
1.- Se ejecuta el programa MDSolids que nos mostrará la siguiente ventana. Una vez estemos en ésta ventana seleccionaremos la opción de “Problem library” que nos desplegara las siguientes opciones.
2.- Una vez teniendo esa pestaña, seleccionamos la opción de “Normal Stress”, a continuación mostrará otras opciones, nosotros abriremos la que dice “Beam and two roads” y nos va a desplegar otras dos opciones de las que elegiremos la que dice “Road áreas specified” que identificaremos con el siguiente diagrama: 
 3.- A continuación nos desplegará una nueva ventana donde podremos observar en la parte superior dos incisos con los cuales podremos trabajar según los datos que se tengan para resolver el problema. Para este caso seleccionaremos el inciso “b”, ya que solo contamos con los datos del área de los cables, peso aplicado y distancia de punto a punto.
4.- Una vez identificado los datos que pondremos, verificamos que el sistema de unidades sea correcto y rellenaremos los datos que se mencionaron en el anterior paso.
5.- Ya con los datos en los recuadros, daremos “clic” en el botón que dice “compute”. A continuación nos arrojará los resultados del problema, solo faltaría comparar con la solución analítica para que concuerden los resultados y nos damos cuenta que es así.
CONCLUSION
De manera práctica se llevaron a cabo 2 problemas:
a) El primero el cual nos lo proporciono el maestro de laboratorio en cual se resolvió de manera analítica y en el software para darle entendimiento de las 2 maneras, vimos diferentes herramientas que nos proporciona el software y ya lo manejamos con mayor facilidad.
b) El segundo problema se realizó en el salón de clases con el profesor que nos imparte la teoría,
de esta manera al llevarlo al software metiendo valores y comparando con la solución analítica se vio como se puede comprobar los resultados de las 2 maneras.
	
	
	Resistencia de materiales	12