UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL- Facultad Regional Bahía Blanca
Trabajo Práctico N° 10
CÁTEDRA: ELEMENTOS DE MAQUINA
Capitulo 4: Tornillos, uniones roscadas y por soldadura
Tema: Análisis de Elementos de unión, sujeción y afines
Alumno:
Año 2013
Problema 1. Calculo de uniones atornilladas (Planteado y Resuelto)
Hallar la carga cortante total en cada uno de los pernos que unen la planchuela a la columna en el
esquema de la Figura adjunta. Calcular también las tensiones de corte en todos los pernos y la tensión de
aplastamiento en los pernos que corresponda. Tendrá sentido calcular la tensión normal en la placa en un
punto como el B.
Problema 1
Problema 2
Problema 2. Cálculo de uniones soldadas (Planteado y Resuelto en clase)
Una placa de acero como la que se presenta en la Figura adjunta está soldada a una columna metálica. Las
dimensiones están dadas en el sistema ingles (pulgadas). La carga vertical W = 4000 lbf actúa a 6.8 pulg
desde la soldadura de la izquierda. Ambas soldaduras fueron practicadas según AWS (American Welding
Society) empleando el electrodo tipo E8000. La tensión de corte permitida en la soldadura se debe
calcular empleando un factor de seguridad ns = 3.0 y con un valor de resistencia por corte a la fluencia de
SSy = 0.25 SU (compare luego con la SSy = 0.40 SY). Calcular a su vez la longitud de garganta de la
soldadura y la longitud del cateto de la soldadura.
Problema 3. Calculo de uniones atornilladas (Propuesto)
Una placa para armar una ménsula que soporta una motor eléctrico, se conecta con tornillos a una viga de
acero como se muestra en la Figura adjunta. Suponer acero de bajo carbono y que la resistencia a la
fluencia de los tornillos es de 600 Mpa. Se aplica una carga de 24 kN y suponiendo un factor de
seguridad de 3, calcular el diámetro de los tornillos y según un catalogo comercial elegir el más apropiado
en mercado.
Problema 4. Cálculo de uniones soldadas (Propuesto)
Una Barra de acero como la de la Figura adjunta, está soldada por un electrodo E60XX a la pared. Se
aplica una carga de 3500 N en el extremo de la barra y en la dirección indicada. Calcular el factor de
seguridad de las soldaduras contra la fluencia. Cambiará el factor de seguridad si la misma carga se aplica
en la dirección z. Dimensiones en mm.
Problema 5. Cálculo de uniones soldadas
Se desea montar la ménsula para que soporte una carga colgante de 500 kg según como se ve el sistema
de la figura. Se piensa utilizar el electrodo E80XX en cuatro cordones de soldadura iguales según el
boceto. Si los cordones de soldadura pueden tener 4 mm o 6 mm de cateto, determine si, con la longitud
de los cordones de soldadura existentes, se garantiza la resistencia del montaje. El límite de fluencia al
corte es el 57% del límite de fluencia dado por tabla. Las medidas están en mm.
Problema 6. Cálculo de uniones soldadas
Se desea montar la ménsula para soportar un motor de 300 kg según se ve en la figura. Se desea emplear
electrodos E60XX o E80XX según como resulten los sondeos previos de resistencia. Determine el
tamaño de filete de soldadura que, para un coeficiente de seguridad 2, pueda resistir el peso estáticamente.
El límite de fluencia al corte es del 45% del límite de fluencia dado por tabla. Las medidas están en mm.
Problema 5
Problema 6
Problema 7. Cálculo de uniones soldadas
De acuerdo con los datos del Problema 5, se desea calcular la vida a fatiga si desde el valor de la carga
hay una fluctuación de ±100 kg cada 30 seg. Para calcular las tensiones reales bajo fatiga se debe afectar
las tensiones nominales por un coeficiente KF = 2. Emplee la información del mencionado problema.
Problema 8. Cálculo de uniones por pernos
Una placa de acero se fijará, por medio de pernos roblonados, a un montante metálico como se muestra en
la figura. Si el límite de fluencia de la placa es 40000 psi y el límite de fluencia de los pernos es de 50000
psi, con límite de fluencia al corte de 57% del de fluencia. Determine los coeficientes de seguridad para
todas las posibles situaciones de falla en cada parte de la unión. Los pernos tienen un diámetro de ¾
pulgada.
Problema 8
Problema 9
Problema 9. Cálculo de uniones por pernos
Se desea resolver el problema 6 teniendo en cuenta ahora una unión por bulones. Se emplearán 3 bulones
por lado. Se desea establecer para la carga dada el diámetro de los bulones (todos iguales) con un factor
de seguridad que no sea menor que 4 y el grado de los mismos (ver Apéndice 6, Tabla A6.2) tal que sea la
construcción más económica suponiendo que a mayor grado mayor costo.
Problema 10. Cálculo de uniones por pernos
Determinar los coeficientes de seguridad de cada uno de los pernos que forman el anclaje de la ménsula
que se muestra en la Figura. Los pernos tienen diámetro de ¾ pulgada. El límite de fluencia del material
de los pernos es de 600 MPa. Las dimensiones están en mm. La carga es de 5000 N.