Este documento presenta tres problemas relacionados con el cálculo de esfuerzos en tuberías y perforadoras. El primero pide determinar los esfuerzos principales y máximo cortante en un punto de una tubería. El segundo solicita dibujar el estado de esfuerzos en un punto sobre una tubería hueca de perforadora que está sometida a presión interna, fuerza axial y torque. El tercero busca calcular el máximo valor admisible de la presión interna para satisfacer criterios de resistencia con un factor de seguridad dado.

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

2. 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.
Tmax=R=1196 psi

3. 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).