1-36 | Internal Resultant | Loading Chapter 1 Mechanics of Materials by R.C Hibbeler|

Engr. Adnan Rasheed Mechanical

27 Apr 202209:04

Summary

TLDREn este video se explica cómo calcular la máxima fuerza axial que se puede aplicar a un sistema de tornillo de sujeción y pernos sin exceder los límites de tensión permitidos. Se analiza el problema paso a paso utilizando ecuaciones de equilibrio y se determina la carga máxima de 7.50 kips para evitar el fallo del sistema. También se discute por qué se selecciona el valor más bajo de la carga calculada para garantizar que las tensiones en las diferentes partes no superen los límites de seguridad establecidos.

Takeaways

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🔧 El problema aborda el estrés normal promedio desarrollado en la sección de un tornillo de ajuste y los pernos.
📏 El estrés máximo permitido en el tornillo de ajuste es de 15 ksi y en los pernos de 45 ksi.
⚙️ Se debe encontrar la máxima fuerza axial que puede aplicarse al tornillo de ajuste para que no exceda estos valores de estrés.
📝 Se dibuja un diagrama de cuerpo libre del sistema para analizar las fuerzas y aplicar la condición de equilibrio.
📐 Se utiliza la fórmula del estrés (sigma = fuerza/área) para calcular el valor de la carga P en función del área y el estrés permitido.
🔩 Se realizan cálculos separados para la sección del tornillo de ajuste y para el perno, usando el diámetro del perno de 0.5 pulgadas.
🧮 Se obtiene una carga máxima permitida de 7.5 kips para el tornillo de ajuste y 8.33 kips para el perno.
⚖️ Se elige la carga más pequeña (7.5 kips) para asegurar que no se exceda el estrés permitido en ninguna de las secciones.
✅ La conclusión es que la carga máxima segura que puede aplicarse al sistema es de 7.5 kips, evitando el fallo por exceso de estrés.

Q & A

¿Cuál es la tensión normal máxima permitida en la sección AA del tensor?
-La tensión normal máxima permitida en la sección AA del tensor es de 15 ksi.
¿Cuál es la tensión normal máxima permitida en los pernos en las secciones B y C?
-La tensión normal máxima permitida en los pernos en las secciones B y C es de 45 ksi.
¿Qué diámetro tiene el perno en las secciones B y C?
-El perno en las secciones B y C tiene un diámetro de 0.5 pulgadas.
¿Cuál es la ecuación de equilibrio utilizada para determinar la fuerza axial máxima P en el sistema?
-La ecuación de equilibrio es P - 2 * N_AA = 0, donde N_AA es la fuerza normal en la sección AA.
¿Qué área transversal se utiliza para calcular la tensión en la sección AA?
-El área transversal utilizada es 0.25 pulgadas cuadradas.
¿Cuál es el valor de la carga máxima P en el tensor, considerando la tensión permitida de 15 ksi?
-El valor de la carga máxima P en el tensor es de 7.50 kips.
¿Cuál es la fórmula para calcular la tensión en los pernos de las secciones B y C?
-La fórmula es σ = N_B / A, donde N_B es la fuerza normal en el perno y A es el área de la sección transversal del perno (π/4 * (0.5)^2).
¿Cuál es el área transversal de los pernos en las secciones B y C?
-El área transversal de los pernos en las secciones B y C es de 0.1963 pulgadas cuadradas.
¿Cuál es el valor de la carga máxima P en los pernos de las secciones B y C?
-El valor de la carga máxima P en los pernos de las secciones B y C es de 8.33 kips.
¿Por qué se elige la carga de 7.50 kips como la carga máxima aplicable al sistema?
-Se elige 7.50 kips porque es el valor más bajo entre las cargas calculadas, lo que garantiza que las tensiones permitidas en el tensor y los pernos no se excedan, evitando fallas en el sistema.