Resistencia Hibbeler 11Ed – CAP 5: Torsión – Clases de Mecánica

CLASES DE MECANICA

Ejercicios Resueltos

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Capítulo 5: Torsión

Ejercicios Resueltos: Mecánica de Materiales, Russell C Hibbeler. 11 Ed

- Deformación por torsión de un eje circular

PROBLEMAS

Problema 5-31

5-31. El eje de acero sólido AC tiene un diámetro de 25 mm y se sostiene mediante cojinetes lisos en D y E. Está acoplado a un motor en C, que entrega 3 kW de potencia hacia el eje en rotación a 50 rev>s. Si los engranes A y B toman 1 kW y 2 kW, respectivamente, determine el esfuerzo cortante máximo desarrollado en el eje dentro de las regiones AB y BC. El eje puede girar libremente en sus cojinetes de apoyo D y E.

- Ángulo de giro

PROBLEMAS FUNDAMENTALES

Problema F5-9

F5-9. El eje de acero A-36 con un diámetro de 60 mm está sometido a los pares de torsión mostrados en la figura. Determine el ángulo de giro del extremo A con respecto a C.

Problema F5-10

F5-10. Determine el ángulo de giro de la rueda B con respecto a la rueda A. El eje tiene un diámetro de 40 mm y está hecho de acero A-36.

Problema F5-12

F5-12. Una serie de engranes se montan sobre el eje de acero A-36 con un diámetro de 40 mm. Determine el ángulo de giro del engrane B con respecto al engrane A.Determine el ángulo de giro de la rueda B con respecto a la rueda A. El eje tiene un diámetro de 40 mm y está hecho de acero A-36.

PROBLEMAS

Problema 5-55

5-55. El ensamble está fabricado de acero A-36 y consiste en una barra sólida de 20 mm de diámetro, la cual se encuentra fija en el interior de un tubo mediante un disco rígido en B. Determine el ángulo de giro en C. El tubo tiene un diámetro exterior de 40 mm y el grosor de la pared es de 5 mm.

- Elementos cargados con pares de torsión estáticamente indeterminados

PROBLEMAS

Problema 5-79

•5-79. El eje de acero consta de dos segmentos: AC tiene un
diámetro de 0.5 pulg y CB tiene un diámetro de 1 pulg. Si se
encuentra fijo en sus extremos A y B, y está sometido a un
par de torsión de 500 lb*pie, determine el esfuerzo cortante
máximo en el eje. Gac = 10.8(10^3) ksi.

Problema 5-80

•5-80. El eje está fabricado de acero A-36, tiene un diámetro de 80 mm y se encuentra fijo en B, mientras que en A está flojo y puede girar 0.005 rad antes de quedar fijo. Si se aplican los pares de torsión mostrados sobre C y D, determine el esfuerzo cortante máximo en las regiones AC y CD del eje.

Problema 5-81

•5-81. El eje está fabricado de acero A-36 y tiene un diámetro de 80 mm. Se encuentra fijo en B y el soporte en A tiene una rigidez a la torsión de k = 0.5 MN # m>rad. Si los engranes se someten a los pares de torsión mostrados, determine el esfuerzo cortante máximo absoluto en el eje.

Problema 5-86

5-86. Los dos ejes están fabricados de acero A-36. Cada uno tiene un diámetro de 25 mm y se conecta al otro eje mediante los engranes fijos en sus extremos. Los otros extremos están unidos a soportes fijos en A y B. También se encuentran sostenidos por cojinetes en C y D, los cuales permiten la libre rotación de los ejes a lo largo de sus líneas centrales. Si se aplica un par de torsión de 500 N ∙ m sobre el engrane en E como se muestra en la figura, determine las reacciones en A y B.

- Torsión en ejes sólidos no circulares

PROBLEMAS

Problema 5-100

*5-100. Los segmentos AB y BC del eje tienen secciones transversales circular y cuadrada, respectivamente. Si el extremo A se somete a un par de torsión T = 2 kN ∙ m, determine el esfuerzo cortante máximo absoluto desarrollado en el eje y el ángulo de giro del extremo A. El eje está fabricado de acero A-36 y se encuentra fijo en C.

- Torsión en tubos

PROBLEMAS

Problema 5-113

•5-113. En la figura se muestran las dimensiones medias de la sección transversal del fuselaje de un avión. Si el fuselaje está fabricado de una aleación de aluminio 2014-T6, con un esfuerzo cortante permisible τperm = 18 ksi y se somete a un par de 6000 kip ∙ pie, determine el grosor mínimo requerido t de la sección transversal con una precisión de 1/16 de pulg. Además, encuentre el ángulo de giro correspondiente por pie de longitud en el fuselaje.

Lista de ejercicios resueltos

– Deformación por torsión de un eje circular
Problemas
5-31 https://youtu.be/lLR_oZNUjso

– Ángulo de giro
Problemas Fundamentales
F5-9 https://youtu.be/Fd82TmxZl08
F5-10 https://youtu.be/DXCMIqWn4Ac
F5-12 https://youtu.be/QdcUyOAqTlg

Problemas
5-55 https://youtu.be/CQc1VIybYGw

– Elementos cargados con pares de torsión estáticamente indeterminados
Problemas
5-79 https://youtu.be/2KxviOU0cuw
5-80 https://youtu.be/kLA2aps5Ezw
5-81 https://youtu.be/D5mW7SvyZ1Q
5-86 https://youtu.be/86ZXFh4GH0A

– Torsión en ejes sólidos no circulares
Problemas
5-100 https://youtu.be/olUVhlXi6Z0
5-101 https://youtu.be/t4b6R-MIlo4

– Torsión en tubos
5-113 https://youtu.be/xI3yvDdiBfQ

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Eng. Mechanics ESTATICS - Pytel & Kiusalaas 3ra Ed

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