Este documento presenta tres problemas relacionados con el análisis de esfuerzos en tuberías y brocas de perforación. El primer problema pide determinar los planos y esfuerzos principales en un punto de una tubería, así como el máximo esfuerzo cortante. El segundo problema describe una perforadora que usa una tubería hueca para extraer material, e instruye dibujar el estado de esfuerzos en un punto de la tubería. El tercer problema calcula el máximo valor de presión admisible para satisfacer un criterio de seguridad.

1. Para el estado de esfuerzos dado determine:
a) Orientación de los planos de máximo esfuerzo cortante en el plano
b) Máximo esfuerzo cortante en plano
c) Esfuerzo normal correspondiente al punto a y b
Calcule con las ecuaciones básicas y el circulo de Mohr

3. Varias fuerzas son aplicadas al ensamble mostrado. Si se sabe que el radio
interior de la tubería es de 1.5 in y el radio exterior es de 1.75 in, determine:
a) Los planos principales y los esfuerzos principales en el punto H localizado
en la parte superior y exterior de la tubería.
b) El máximo esfuerzo cortante en el mismo punto.

7. Una perforadora (véase la figura) utiliza una tubería hueca con un diámetro externo
de 8,00 pulg y un espesor de pared de 0,50 pulg para abrir un pozo. Con el fin de
extraer el material del agujero se inyecta constantemente un flujo de agua a una
presión de p [lb/pulg2] a través de la tubería hueca hasta la punta de la broca de
perforación. En la parte superior se acopla un sistema motriz que suministra 40 hp
de potencia, a una velocidad de 30 rpm, y que empuja la broca hacía abajo con una
fuerza de 6750 lb.
1. Dibuje el estado de esfuerzos de un elemento puntual sobre la superficie
de la tubería hueca que esté ubicado justo por encima de la punta de perforación
(Nota: Esfuerzos en función de p)
2. Determine el máximo valor de p si se desea satisfacer el criterio de máxima
energía de distorsión con un factor de seguridad de 2 a la fluencia (σY=65 klb/pulg2).