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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPEL
INGENIERÍA MECATRÓNICA
Nombres: Toapanta Byron, Tercero Juan, Silva Fernando
Asignatura: Mecánica de Materiales II
Fecha de Realización: 10 de octubre del 2018
Fecha de entrega: 15 de octubre del 2018
Tema: Tamaños preferidos y perfiles estándar, métodos experimentales para determinar esfuerzo, normas y designación de perfiles.
“Solo existen dos días en el año en que no se puede hacer nada. Uno se llama ayer y otro mañana.”
(Dalai Lama) 
LATACUNGA-ECUADOR
INTRODUCCIÓN
Una de las responsabilidades del diseñador es especificar las dimensiones finales de los miembros que soportan carga. Luego de determinar el análisis para el esfuerzo y la deformación se conocen valores mínimos aceptables para dimensiones que aseguran que el miembro satisfaga las condiciones de funcionamiento. Después el diseñador especifica las dimensiones finales como valores estándar, que facilitaran la compra de materiales y la fabricación de las piezas.
TAMAÑOS PREFERIDOS Y PERFILES ESTÁNDAR
Roscas de tornillo estándar americanas 
Los sujetadores roscados y los elementos de máquina que tienen conexiones roscadas se fabrican de acuerdo con dimensiones estándar para garantizar la intercambiabilidad de las piezas y permitir una fabricación conveniente con máquinas y herramientas estándar. A los tamaños de menos de 1/4 in se les asignan números de 0 a 12, (ver tabla I). 
Tabla I. Dimensiones de roscas, para tamaños menores a ¼ in
En tanto que se especifican tamaños en fracciones de pulgada para tamaños de 1/4 y más grandes, (ver tabla II). Se incluyen dos series:
UNC para la designación de roscas gruesas 
UNF para designar roscas finas. 
6–32 UNC (número de tamaño 6, 32 hilos por pulgada, cuerda gruesa)
12–28 UNF (número de tamaño 12, 28 hilos por pulgada, cuerda fina)
Tabla II. Dimensiones de roscas, para tamaños mayores a ¼ in en fracciones 
 
En las tablas se da el diámetro mayor (D), el número de hilos por pulgada (n) y el área sometida a esfuerzo de tensión calculada de la siguiente manera
Roscas de tornillo métricas
La tabla III proporciona dimensiones similares para roscas métricas. Las designaciones de roscas métricas estándar son de la forma 
M10 x 1.5
Donde: 
M significa métrica, 10 es el diámetro mayor básico en mm, 1.5 es el paso entre roscas adyacentes en mm. De este modo la designación mostrada denotaría una rosca métrica con un diámetro mayor básico de 10.0 mm y un paso de 1.5 mm. Note que el paso = 1/n.
Tabla III. Dimensiones de roscas, designación métrica.
Perfiles estructurales de acero. 
Los fabricantes de acero suministran una gran variedad de perfiles estructurales estándar que son eficientes en el uso de material y convenientes para especificación e instalación en estructuras de edificios o máquinas. 
Se muestran ángulos estándar (perfiles en L), canales (perfiles en C) y perfiles de patín ancho (perfiles en W), vigas American Standard (perfiles en S), tubería estructural y tubos conocidos como secciones estructurales huecas (HSS, hollow structural sections).
Tabla IV. Designación de perfiles aceros y aluminios
Ángulos de acero (perfiles en L).
Llamados perfiles en L por la apariencia de la sección transversal, los ángulos a menudo se utilizan como miembros de armaduras y torres sometidos a tensión, miembros de estructuras de máquinas, dinteles sobre ventanas y puertas, atiesadores de grandes placas utilizadas en bastidores y vigas, ménsulas y soportes escalonados para equipo. Algunos se refieren a estos perfiles como “hierro angular”. La designación estándar adopta la forma mostrada a continuación,
Donde L se refiere al perfil en L, 4 es la longitud del ala más larga, 3 es la longitud del ala más corta y ½ es el espesor de las alas. Las dimensiones están en pulgadas.
Figura 1. Partes de los ángulos de acero.
 Canales American Standard (perfiles en C). 
Se utilizan canales en aplicaciones similares a las descritas para ángulos. El alma plana y los dos patines producen un perfil generalmente más rígido que los ángulos que resisten más la flexión y la torsión bajo carga. Esto es de suma importancia cuando se utilizan canales como vigas o columnas. 
La forma de la designación estándar de canales es:
C15 X 50
Donde C indica que un perfil C estándar, 15 es el peralte nominal (y real) en pulgadas con el alma vertical, 50 es el peso por unidad de longitud en lb/ft
Figura 2. Partes de los canales de acero.
Perfiles de patín ancho (perfiles W). 
Los perfiles W tienen el alma relativamente delgada y patines planos con espesor constante, un tanto más gruesos. La mayor parte de la sección transversal se encuentra en los patines, lejos del eje centroidal (eje X), lo que hace que el momento de inercia sea muy alto para una cantidad dada de material.
 Además, estos perfiles funcionan mejor cuando se utilizan a flexión pura sin torsión, dado que son bastante flexibles a torsión. La designación estándar de los perfiles W porta mucha información. Considere el ejemplo
W14 x 43
Donde:
W indica que es un perfil W, 14 es el peralte nominal en pulgadas, 43 es el peso por unidad de longitud en lb/ft
Figura 3. Partes del perfil de acero de patín ancho.
Vigas American Standard (perfiles S)
El peso por pie de longitud está incluido en la designación tal como el S10 X 35 que pesa 35 lb/ft. Para la mayoría, aunque no para todos, los perfiles S, el peralte real es el mismo que el peralte nominal. Los patines de los perfiles S son cónicos, a una pendiente de aproximadamente 2 in en 12 in, como los patines de los perfiles C.
Para el perfil S10 X 35 aquí analizado, la designación SI correspondiente es:
S 250 x 52
Donde:
S indica el peralte nominal de 250 mm para la viga S y una masa por unidad de longitud de 52 kg/m. 		
Figura 4. Partes de la viga de acero American Standard.
Tubería estructural (cuadrada y rectangular) 
La apariencia y las propiedades de tubería estructural de acero, también llamada sección estructural hueca (HSS, por sus siglas en inglés). Estos perfiles normalmente se forman con lámina plana y sueldan a todo lo largo de su longitud. Las propiedades de sección responden de los radios de esquina. La designación estándar adopta la forma:
HSS 6 x 4 x 1/4
Donde HSS indica que es una sección estructural estándar, 6 es el peralte del lado más largo en pulgadas, 4 es el ancho del lado más corto en pulgadas y 1/4 es el espesor de pared nominal en pulgadas.
Tubos y tubería redonda. 
Las secciones circulares huecas, comúnmente llamadas tubos, son muy eficientes para usarse como vigas, miembros sometidos a torsión y columnas. La colocación del material uniformemente alejado del centro del tubo incrementa el momento de inercia para una cantidad de material dada e imparte al tubo propiedades uniformes con respecto a todos los ejes que pasan por el centro de la sección transversal. 
Secciones estructurales huecas HSS 4.000 x 0.250
Que indica un diámetro externo real de 4.000 in y un espesor de pared de 0.250 in.
Tubo de construcción PIPE4STD
Que indica un tamaño nominal de 4 in y peso estándar. 
Canales estándar Aluminum Association y viga I. 
Estos son perfiles extruidos con almas de espesor uniforme y patines con radios generosos donde concurren. Las proporciones de estas secciones son un tanto diferentes de aquellas de las secciones de acero laminadas previamente descritas. La forma extruida ofrece ventajas en el uso eficiente de material y en la unión de miembros. Este libro utilizará las siguientes formas de designación de secciones de aluminio:
C4 x 1.738 o I 8 x 6.181
Donde C o I indican el perfil de sección básico 4 u 8 indican el peralte del perfil cuando se encuentra en la orientación mostrada, 1.738 o 6.181 indican el peso por unidad de longitud en lb/ft
Canales Aluminum Association y viga I.
El formato de la designación es similar a aquella en unidades del sistema inglés. El ejemplo para una canal C4 X 31.738, se vuelve
C102 x 2.586
Donde: 
102 es el peralte en mm y 2.586 es la masa por unidad de longitud en kg/m
NORMAS Y DESIGNACIONESDE PERFILES 
Los aceros estructurales se producen en las formas de lámina, placa, barras, tubería y perfiles estructurales tales como vigas I, vigas de patín ancho, canales y ángulos. La ASTM asigna una designación de número a estos aceros, la cual es el número del estándar que define las propiedades mínimas requeridas. Un acero muy popular para aplicaciones estructurales es el ASTM A36, un acero al carbón utilizado para muchos perfiles, placas y barras comercialmente disponibles.
A.I.S.I.- (American Iron and Steel Institute) Instituto Americano del Hierro y el Acero.
A.S.M.E. - (American Society of Mechanical Engineers) Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos.
A.S.T.M.- (American Society of testing Materials ) Sociedad Americana para prueba de Materiales.
A.W.S.- (American Welding Society) Sociedad Americana de soldadura. S.A.E.- (Society American of Engineers) Sociedad Americana de Ingenieros.
N.E.M.A.- (Nacional Electrical Manufacturers) Asociación Nacional de Fabricantes de Aparatos Eléctricos.
A.N.S.I.- (American Nacional Standars Institute ) Instituto Nacional Americano de Estándares.
	Nombre
	Ángulo
	Canal
	Patín ancho
	Perfil S
	PerfiHSS
	Tubo
	Canales Aluminum
	Viga I Aluminum
	Designación
	L
	C
	W
	S
	HSS
	
	C
	I
	Ejemplo
	
	C9 X 15
	W27 X 102
	S 8 X 23
	HSS 4 X 4 X 1/4
	PIPE2STD
	C10 X 6,136 
	I 5 X 3,700
	Apéndice
	A-5
	A-6
	A-7
	A-8
	A-9
	A-12
	A-10
	A-11
Tabla V. Designación de perfiles
BIBLIOGRAFÍA 
AUHE, P. (02 de junio de 2003). PRONTUARIO. Obtenido de PRONTUARIO: http://www.hierrossantander.com/hierros_prontuario/archivo/03-PERFILES%20COMERCIALES.pdf
Mott, R. L. (2004). Resistencia de Materiales. En R. L. Mott, Resistencia de Materiales (págs. 31-52). Pearson.
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