UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL- Facultad Regional Bahía Blanca
Trabajo Práctico N° 8
CÁTEDRA: ELEMENTOS DE MAQUINA
Capítulo 3: Tensiones y deformaciones en piezas generales.
Tema: Criterios de falla (predicción de carga estática y dinámica).
Alumno:
Año 2013
Problema 1.
La barra que se muestra en la Figura es de acero AISI 1080 (Sut=615 MPa). La variación de carga axial
cíclica, va de un mínimo de -10 kN a un máximo de 10 kN. Indique donde fallará primero la barra plana:
el agujero, el filete o la acanaladura.
Problema 2.
Un eje escalonado como el que se muestra en la Figura está maquinado en acero al carbono AISI 1080
(89 ksi). Se ha medido una sobrecarga de flexión completamente invertida que es la que se muestra abajo.
La misma tiene un patrón repetitivo de 45 segundos. Los diámetros se calcularon para vida infinita (107
ciclos), pero se desearía saber cuanto tiempo podría estar aguantando una solicitación como la presentada
abajo. Que diferencias se encontrarían si en vez de ser flexional la solicitación es torsional
Problema 3.
A partir de los datos que se tienen de los ensayos experimentales en la Tabla que se adjunta, dibuje y halle
la curva S-N desde la condición solicitación estática, sabiendo que el límite de rotura es de 240 KPsi, el
límite de fluencia es de 225 KPsi.
Problema 4.
Teniendo en cuenta la pieza del Problema 2, y que está siendo solicitada con un momento flector
completamente invertido, determine la cantidad de ciclos que puede sobrevivir si el valor del momento
puede estar contenido en el dominio de 150 Nm a 2000 Nm.
Problema 5.
Un puntal de una aeronave experimental se ha hecho de una aleación especial cuya resistencia a la rotura
estática es de 135 KPsi, la resistencia a fluencia de 120 KPsi con una elongación del 20% en 2 pulgadas.
Las propiedades de fatiga se han obtenido de la tabla adjunta de experimentos correspondientes a estado
de tensión axial completamente invertida, de manera que los mismos reproducen las condiciones
operativas del puntal. Sabiendo que el área de la sección es de 0.1 pul² y que no hay problemas de
pandeo, y que el puntal estará soportando una secuencia de solicitación con tres amplitudes de carga de
valores de Pa = 10,000 lb durante 4000 ciclos, Pb = 8000 lb durante 8000 ciclos y Pc = 7000 lb durante
20,000 ciclos. Se desea saber si la pieza podrá soportar 4 secuencias de carga como la descripta.
S [Psi]
110.000
105.000
100.000
95.000
90.000
85.000
80.000
75.000
73.000
71.000
70.000
69.000
68.000
67.000
66.000
Número de ciclos
6.600
9.500
13.500
19.200
27.500
39.000
55.000
87.000
116.000
170.000
220.000
315.000
400.000
700.000
900.000
Problema 5
S [Psi]
Número de ciclos
150.000
20.000
131.000
50.000
121.000
100.000
107.000
200.000
105.000
500.000
103.000
1.000.000
102.000
2.000.000
Problema 3 y 4
Problema 6.
Se desea comparar dos metodologías para analizar la vida a fatiga de un tipo de acero aleado cuyas
propiedades son Su = 600 MPa, Sy = 450 MPa. La primera metodología consiste en deducir la curva S-N
de vida finita a partir de la carga estática. La segunda entre 1000 ciclos y 1.000.000 de ciclos. El
problema es de solicitación flexional con inversión completa.