Procedimientos de Cálculo en Ingeniería Mecánica y Resistencia de Materiales

Ejercicio 12: Cálculo de la Tensión en el Soporte y Dimensionamiento de Tornillería

Cálculo de la tensión a la que trabaja el soporte τ = M / W. Para ello, calcularemos primero el momento (teniendo en cuenta dónde actúa la fuerza) M = F · d. Seguidamente, calcularemos W, consultando la figura de la tabla técnica de W_xx según su sección. Se debe comprobar que la τ_lim a la que trabaja el soporte es inferior a la τ_lim del material.

Si es superior, habrá que calcular el espesor necesario siguiendo estos pasos:

• 1. Tomamos la tensión límite de las tablas.
• 2. Calculamos la tensión admisible.
• 3. Con la fórmula de la tensión debida a flexión τ = M / W, calculamos h, que resulta de sustituir W por la fórmula de las secciones. Los demás valores ya están calculados (tensión admisible y momento flector anterior).

Cálculo de la métrica del tornillo:

1. Fuerzas que actúan sobre el soporte: Fijarse en F_r y N.
2. Dividir T por el número de tornillos.
3. Calcular la tensión límite del tornillo: Sabiendo su calidad, es el producto de los dos números. La tensión admisible es el primer número multiplicado por 10.
4. Calcular la tensión admisible con el C_s: Sabiendo que la tensión admisible es F / S, despejar S.
5. Sabiendo S, aplicar la fórmula S = π · d² / 4 para calcular el diámetro del núcleo.

Ejercicio 13: Resistencia del Acero y Cálculo de Cortadura

• Consultar en la tabla qué tensión límite tiene el acero.
• Calculamos la tensión de cortadura límite.
• Calculamos la tensión de cortadura admisible.
• Fórmula de la tensión de cortadura: δ = F / S.
• Como no sabemos F, la obtenemos de F = M / d (atención con los diámetros, se deben usar radios).
• Calcular la sección sustituyendo F en la fórmula anterior (cortadura).
• Calcular el espesor sabiendo que es un rectángulo: L = π · D; S = L · espesor.

Ejercicio 10: Cálculo de Uniones Soldadas

Buscar en la tabla la tensión límite y calcular la tensión admisible. Aplicar la fórmula de soldadura, teniendo en cuenta cómo trabaja (tracción, etc.).

Es fundamental fijarse en los fallos:

• Si es un cordón, hay que restar 2a.
• Si son dos cordones, hay que restar 4a.

Se suman las longitudes totales de los cordones y se restan los fallos. De la ecuación de segundo grado resultante: si el valor es negativo (–), se descarta; si es positivo (+), se elige el menor.

Ejercicio 15: Cálculo de Apoyos y Dimensionamiento del Bulón

• Realizar el cálculo en los apoyos para el cálculo del bulón.
• Buscar la tensión y multiplicarla por la cortadura.
• Aplicar el coeficiente de seguridad (C_s).
• Aplicar la fórmula de τ = F / S (considerar una posible segunda sección si es doble cortadura).
• Calcular el diámetro D con la fórmula de la sección.
• Descomponer las fuerzas en los ejes transversales y longitudinales.
• Verificar si trabaja a compresión o tracción.

Ejercicio 16: Dimensionamiento por Flexión y Descomposición de Fuerzas

• Hallar la tensión admisible.
• Hallar el momento flector (M_f).
• Hallar el módulo resistente (W).
• Calcular la altura.
• Descomponer las fuerzas.
• Hallar n₁ con la fórmula de la fuerza de rozamiento (F_r).