ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA
PROBLEMA 1 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA
Se tiene una barra de acerocon la...
ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA
PROBLEMA 2 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA
La figura muestra una barra de to...
ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA
PROBLEMA 3 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA
La figura muestra un eje mecaniza...
ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA
PROBLEMA 4 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA
Determinar el tamaño de una barra...
ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA
PROBLEMA 5 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA
En la siguiente figura se present...
ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA
PROBLEMA 6 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA
Determinar el valor de a para que...
ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA
PROBLEMA 7 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA
Determinar los factores de intens...
ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA
PROBLEMA 8 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA
Se dispone de una pieza entallada...
ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA
PROBLEMA 9 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA
En una fábrica de rodamientos se ...
ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA
PROBLEMA 10 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA
La figura muestra una chapa metá...
ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA
PROBLEMA 11 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA
La figura muestra la cabeza de u...
Próxima SlideShare
Cargando en…5
×

Fatiga fractura

292 visualizaciones

Publicado el

elementos de maquinas

Publicado en: Datos y análisis
0 comentarios
0 recomendaciones
Estadísticas
Notas
  • Sé el primero en comentar

  • Sé el primero en recomendar esto

Sin descargas
Visualizaciones
Visualizaciones totales
292
En SlideShare
0
De insertados
0
Número de insertados
3
Acciones
Compartido
0
Descargas
3
Comentarios
0
Recomendaciones
0
Insertados 0
No insertados

No hay notas en la diapositiva.

Fatiga fractura

  1. 1. ELEMENTOS DE MÁQUINAS ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA PROBLEMA 1 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA Se tiene una barra de acerocon las siguientes características: u = 700 MPa, S F = 200 MPa Determinar el coeficiente de seguridad en cada uno de los casos siguientes: a) m = 140 MPa b) m = 140 MPa, a = 70 MPa c) m = 100 MPa, a eq = 80 MPa d) m = 140 MPa, a = 80 MPa, a = 70 MPa, m = 60 MPa e) a eq = 100 MPa f) m = 50 MPa, a eq = 50 Mpa Solución a) a eq = 0 m eq = 242.49 MPa b) a eq = 121.24 MPa m eq = 242.49 MPa c) a eq = 80 MPa m eq = 173.2 MPa d) a eq = 145.26 MPa m eq = 249.80 MPa e) a eq = 100 MPa m eq = 0 MPa f) a eq = 50 MPa m eq = 50 MPa E.T.S.I.I. Universidad de Castilla-La Mancha σ τ σ σ σ σσ σσ σ σ σ τ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ
  2. 2. ELEMENTOS DE MÁQUINAS ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA PROBLEMA 2 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA La figura muestra una barra de torsión cargada con F = 35 N y el torsor que varía entre 0 y 8 N·m. El acero tiene σu = 1070 MPa. Los extremos del resorte están esmerilados y el resto tienen acabado superficial de laminación en caliente. Los coeficientes de concentración de tensiones en los acuerdos son Kt f =1.68 para flexión y K t t =1.42 para torsión. Determinar el diámetro adecuado si el coeficiente de seguridad debe ser superior a 1.8. Solución d ≥ 9.26 ·10-3 m E.T.S.I.I. Universidad de Castilla-La Mancha
  3. 3. ELEMENTOS DE MÁQUINAS ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA PROBLEMA 3 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA La figura muestra un eje mecanizado soportadopor dos rodamientos a bolas en A y D. El eje soporta una carga que no girade 6675 N. El radio de acuerdo es 3.2 mm. Determinar la vida del eje. Dato: σu = 710 MPa Solución: N = 46774 vueltas E.T.S.I.I. Universidad de Castilla- La Mancha
  4. 4. ELEMENTOS DE MÁQUINAS ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA PROBLEMA 4 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA Determinar el tamaño de una barra deacero estirado en frío con σu = 690 Mpa. para que resista una carga de tracciónde F= 35.6 kN y una carga fluctuante de tracción que varía entre 0 y 71.2 kN. En los extremos dela barra se tiene una concentración de tensiones con Kt= 2. Se toma un coeficiente de seguridad mayor o igual a 2. Solución: d ≥ 32.3 mm E.T.S.I.I. Universidad de Castilla- La Mancha
  5. 5. ELEMENTOS DE MÁQUINAS ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA PROBLEMA 5 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA En la siguiente figura se presentauna etapa de reducción compuesta por dos engranajes con perfil de evolvente y ángulo de empuje de 30º, con z1 = 20 y z2 = 40. Los dos ejesse encuentran mecanizados. Determinar el coeficiente de seguridad de los ejes con los siguientes datos: d 1= 20 mm, d2 = 30 mm, Te = 150 Nm y σu =710 MPa. Solución: n1 = 0.578 n2 = 1.71 E.T.S.I.I. Universidad de Castilla- La Mancha
  6. 6. ELEMENTOS DE MÁQUINAS ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA PROBLEMA 6 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA Determinar el valor de a para que el material no rompa. Datos: σ = 250 MPa. K IC = 40 Mpa· m1/2 Solución: a < 27.2 mm E.T.S.I.I. Universidad de Castilla- La Mancha
  7. 7. ELEMENTOS DE MÁQUINAS ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA PROBLEMA 7 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA Determinar los factores de intensidadde tensiones en los vértices A y B. Solución: Borde A 18.1 0 = K K I Borde B 485.1 0 = K K I E.T.S.I.I. Universidad de Castilla- La Mancha
  8. 8. ELEMENTOS DE MÁQUINAS ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA PROBLEMA 8 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA Se dispone de una pieza entallada sometida a flexión. El ciclo realizado por dicha pieza se recoge en un registro de tensiones nominales respondiendo a la siguiente forma: Calcular el número de bloques como elde la figura que puede soportar la pieza con un coeficiente de seguridad de 1.5. Datos: S ·N0.210 = 3573.03 σu = 600 MPa SF = 196 MPa Solución: N = 65554 ciclos E.T.S.I.I. Universidad de Castilla- La Mancha
  9. 9. ELEMENTOS DE MÁQUINAS ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA PROBLEMA 9 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA En una fábrica de rodamientos se usa el siguiente dispositivo como alimentador de bolas: La barra vertical tiene sección rectangular de 30 x 0.5mm. y una longitud de 10 cm. Por problema de espacio, el seguidor de la leva no puede presionar de manera centrada sobre la barra, siendo la excentricidad de 10 mm. La curva S-N responde a la expresión S·N0.3 = 4000, con Sexpresado en MPa. El m aterial usado esacero estirado en frío y sus propiedades son:σu = 1400 MPa y σe = 900 MPa. En cada vuelta de leva se producen los siguientes desplazamientos: Comprobar la vida a fatiga de la barra, con un coeficiente se seguridad de 1.5. Solución: N = 34453 ciclos E.T.S.I.I. Universidad de Castilla- La Mancha
  10. 10. ELEMENTOS DE MÁQUINAS ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA PROBLEMA 10 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA La figura muestra una chapa metálica con un agujero sometido a una fuerza de tracción fluctuante cuyo valor máximo es de10 kN y mínimo de 5 kN. Además existe una carga normal aplicada en el centro de lachapa, también fluctuante entre los valores 75 y 25 N. La chapa está construida mediante acero mecanizado con σu = 1400 MPa. Calcular el coeficiente de seguridad. Datos: h = 5 mm b = 10 mm d = 2 mm l = 50 mm L = 100 mm Solución: n = 1.52 E.T.S.I.I. Universidad de Castilla- La Mancha
  11. 11. ELEMENTOS DE MÁQUINAS ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA PROBLEMA 11 TEMA III: FATIGA Y FRACTURA La figura muestra la cabeza de un tornillo largo de fuerza o potencia. La pieza, realizada mediante mecanizado, está sometida a una esfuerzo axil fluctuante que varía entre 15 y 2 kN y a un esfuerzo torsor también fluctuante entre 200 y –50 N·m. Calcular el coeficiente de seguridad. Datos: σu = 690 MPa D = 4.5 cm d = 3.2 cm r = 3.2 mm Solución: n = 3.98 E.T.S.I.I. Universidad de Castilla- La Mancha

×