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Problemas Capitulo 3

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PROBLEMAS CIRCULO DE CAPITULO 3

𝑃𝑅𝑂𝐵𝐿𝐸𝑀𝐴 3.15𝑎 𝐷𝐸 𝑆𝐻𝐼𝐺𝐿𝐸𝑌


Para cada uno de los estados de esfuerzo plano indicado a continuación, dibuje un diagrama de círculo
de Mohr debidamente etiquetado, encuentre los esfuerzos principales normal y cortante y determine el
ángulo desde el eje x hasta 1.
𝑎) 𝜎𝑥 = 20𝐾𝑃𝑆𝐼; 𝜎𝑦 = −10𝐾𝑃𝑆𝐼; 𝜏𝑋𝑌 = 8𝐾𝑃𝑆𝐼 𝑠. 𝑟

➢ OBJETIVO: Dibujar el diagrama del círculo de Mohr, determinar los


esfuerzos principales y determinar el ángulo.
➢ DATOS:
𝜎𝑥 = 20𝐾𝑃𝑆𝐼
𝜎𝑦 = −10𝐾𝑃𝑆𝐼
𝜏𝑋𝑌 = 8𝐾𝑃𝑆𝐼 𝑠. 𝑟

𝜎𝑥 + 𝜎𝑦 (20 − 10)𝐾𝑃𝑆𝐼
𝐶= = = 5𝐾𝑃𝑆𝐼
2 2
𝜎𝑥 −𝜎𝑦 2 20+10
2
𝑅 = √( ) + (𝜏𝑋𝑌 )2 = √( ) + (8)2 = 17𝑘𝑝𝑠𝑖
2 2

𝜎1,2 = 𝐶 ± 𝑅 = 5 + 17 = 22𝐾𝑃𝑆𝐼; − 12𝐾𝑃𝑆𝐼


2𝜏𝑋𝑌
tan−1 ( ) 16
tan−1( )
𝜎𝑥 −𝜎𝑦
𝜃𝑝 = = 30
= 14.036°
2 2
−(𝜎𝑥 − 𝜎𝑦) −30
tan−1 ( ) tan−1 ( )
2𝜏𝑋𝑌 16
𝜃𝑠 = = = 30.96°
2 2
PROBLEMA 3.5 DE SHIGLEY
Para la viga mostrada, encuentre las reacciones en los
soportes y grafique los diagramas de fuerza cortante
y momento flector. Etiquete de manera adecuada los
diagramas y proporcione los valores en todos
los puntos clave

➢ OBJETIVO: Calcular las reacciones y los


diagramas de fuerzas cortantes y momento
flector
➢ DATOS:
Distancias en el diagrama en mm
Fa=9KN→ SI
Fb=5KN→ SI
∑ 𝑀𝐶 = 0 Nota: M=F*d

𝑀𝐶 = −1500𝑚𝑚𝑅1 + 300𝑚𝑚(5𝐾𝑁) + 1200𝑚𝑚(9𝐾𝑁) = 0

1500𝑚𝑚𝑅1 = 300𝑚𝑚(5𝐾𝑁) + 1200𝑚𝑚(9𝐾𝑁)


300𝑚𝑚(5𝐾𝑁) + 1200𝑚𝑚(9𝐾𝑁)
𝑅1 = = 8.2𝐾𝑁
1500𝑚𝑚

∑ 𝐹𝑦 = 0

8.2𝐾𝑁 − 9𝐾𝑁 − 5𝐾𝑁 + 𝑅2 = 0


−8.2𝐾𝑁 + 9𝐾𝑁 + 5𝐾𝑁 = 𝑅2 → 14𝐾𝑁 − 8.2𝐾𝑁 = 5.8𝐾𝑁

300
𝑀1 = 8.2𝐾𝑁 ( ) = 2.46𝐾𝑁. 𝑚
1000
900𝑚𝑚
𝑀2 = 2.46𝐾𝑁. 𝑚 − 0.8𝐾𝑁 ( ) = 1.740𝐾𝑁. 𝑚
1000
300 𝑚𝑚
𝑀3 = 1.740𝐾𝑁. 𝑚 − 5.8 𝐾𝑁 ( )=0
1000

LIBRO DISEÑO MECÀNICO SHIGLEY 8va Ed.


Para cada uno de los estados de esfuerzo que se presentan abajo, determine los
tres esfuerzos principales normales y los esfuerzos cortantes. Dibuje un diagrama
completo de Mohr con tres círculos e identifique todos los puntos de interés.

𝜎𝑥 = 10 , 𝜎𝑦 = −4

➢ OBJETIVO: Dibujar el diagrama del círculo de Mohr, determinar


los esfuerzos principales y determinar el ángulo.
➢ DATOS:
𝜎𝑥 = 10𝑃𝑆𝐼
𝜎𝑦 = −4
𝜏𝑋𝑌 = 0
𝜎𝑥 + 𝜎𝑦 10 + 4
𝐶= = = 3𝑝𝑠𝑖
2 2

𝜎𝑥 − 𝜎 𝑦 2 10 + 4 2
𝑅 = √( ) + (𝜏𝑋𝑌 )2 = √( ) + (0)2 = 7 𝑝𝑠𝑖
2 2

𝜎1,2 = 𝐶 ± 𝑅 = 3 ± 7 = 10 𝑝𝑠𝑖; − 4𝑝𝑠𝑖


2𝜏𝑋𝑌
tan−1 ( ) tan−1 ( )
0
𝜎𝑥 −𝜎𝑦 14
𝜃𝑝 = = = 0° 𝑜 180°
2 2
−(𝜎𝑥 − 𝜎𝑦) −14
tan−1 ( ) tan−1 ( )
2𝜏𝑋𝑌 0
𝜃𝑠 = = = ∞ ≅ 90°
2 2
𝑃𝑅𝑂𝐵𝐿𝐸𝑀𝐴 3.1 𝐷𝐸 𝑆𝐻𝐼𝐺𝐿𝐸𝑌
Bosqueje un diagrama de cuerpo libre de cada elemento mostrado en la figura.
Calcule la magnitud y
la dirección de cada fuerza usando un método algebraico o vectorial, según se
especifique.

➢ OBJETIVO: Calcular la magnitud y dirección de las


fuerzas.
➢ DATOS:
Distancias en el diagrama
F=100lbf→ unidades inglesas
∑ 𝑀𝑜 = 0 Nota: M=F*d

600
𝑀𝑜 = 18𝑅𝐵 − 6(100) → 18𝑅𝐵 = 600𝑙𝑏𝑓 → 𝑅𝐵 = = 33.33 𝑙𝑏𝑓
18
∑ 𝐹𝑦 = 0 → 𝑅0 + 𝑅𝐵 − 100 = 0 → 𝑅0 + 33.33𝑙𝑏𝑓 − 100𝑙𝑏𝑓
= 0 → 𝑅0 = 100𝑙𝑏𝑓 − 33.33𝑙𝑏𝑓 = 66.7𝑙𝑏𝑓
𝑅𝐵 = 𝑅𝑐 = 33.33 𝑙𝑏𝑓

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