El documento describe un ejercicio de ingeniería que involucra el diseño de una bomba de mina. La bomba usa una varilla vertical accionada por un cigüeñal. Se pide determinar el diámetro mínimo requerido de la varilla considerando su fluencia, y calcular el radio del cigüeñal necesario para lograr una carrera de bomba de 20cm tanto a temperatura normal como elevada en 40°C.

1. Ejercicio 1
La varilla vertical de una bomba de mina es accionada por un cigüeñal (Ver figura).
La resistencia del pistón durante el movimiento hacia abajo es de 1kN y
durante el movimiento hacia arriba es de 10kN. Suponiendo que el material de la
varilla es acero (E=200GPa, σY=450 MPa, α=12x10-6 /°C) y que la longitud de la
porción recta de la varilla es de 100m, determine:
1. El diámetro mínimo requerido de la varilla si debe ser diseñada
con un factor de seguridad de 2 a la fluencia. (5%)
2. El radio r del cigüeñal si se desea que la carrera de la
bomba sea de 20cm. (10%)
3. El radio r del cigüeñal si se desea que la carrera de la bomba sea de 20cm
y la temperatura de la barra aumenta 40°C. (15%)

2. Tensión
Compresión

3. Tensión
Compresión