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Tecnoloxía Páxina 1 Boletín 9 - Ensayos tecnológicos 1. El diagrama de la figura representa el resultado de un ensayo. Se pide: a) Tipo de ensayo a que corresponde. b) Identificar los puntos significativos del diagrama, indicando su significado y sus fases. c) Determinar el módulo de elasticidad del material. 2. Las figuras representan curvas esfuerzo-deformación de dos materiales a y b, identificándose los limites elástico (Le) y de ruptura (Lr). Se pide: a) Determinar el módulo de elasticidad (o de Young) de cada uno de los materiales. b) Para una barra cilíndrica de sección no superior a 20 mm2 que soporta una tracción F = 3 kN. ¿Qué material debe elegirse, de los dos presentados, para que no tengan deformaciones permanentes?
Tecnoloxía Páxina 2 3. Una pieza maciza de caucho vulcanizado tiene las dimensiones primitivas y está sometida a los esfuerzos indicados en la figura inferior. Su módulo de elasticidad es de 5・104 Mpa. Se pide: El alargamiento y la longitud de cada sección. 4. La pieza de la figura es de acero al carbono estirado en frio y tiene un límite elástico de σE = 3900 kgf/cm2. Se somete a una fuerza estática F de 6000 kgf y se desea calcular: (Eacero = 2,1·106 Kgf/cm2) a) Tensión de trabajo σT. b) Coeficiente de seguridad n. c) Alargamiento de la barra. 5. En la figura se representa una pieza de acero aleado de alta resistencia templado y revenido, que tiene un límite elástico de σE = 6200 kgf/cm2. Se somete a una fuerza estática F, deseando un coeficiente de seguridad de 3,5. Calcular: (Eacero = 2,1·106 Kgf/cm2) a) Máximo valor admisible de la fuerza F. b) Alargamiento total.
Tecnoloxía Páxina 3 6. La columna de la figura es de aluminio y soporta una carga axial de 45Tn, uniformemente repartida sobre la sección. La tensión admisible debe ser, como máximo, de 500 kgf/cm2 y se desea calcular: ( Ealuminio = 0,72·106 Kgf/cm2 ) a) Espesor de la columna. b) Acortamiento unitario. c) Acortamiento total. 7. Una muestra metálica de 12,2 mm de ancho, y de longitud de prueba 50 mm se probó en tensión hasta la ruptura. La curva de fuerza-extensión que se obtuvo se muestra en la figura adjunta. La fuerza máxima registrada en la prueba fue de 1700 N y la longitud final entre marcas de longitud de prueba fue de 72 mm. A partir de estos resultados, determinar el valor de: a) Módulo de Young. b) Esfuerzo de fluencia a 0,1 %. c) Resistencia a la tracción. d) Porcentaje de elongación de longitud de prueba.
Tecnoloxía Páxina 4 8. La figura representa un esquema de un ensayo de dureza Brinell. Se ha aplicado una carga de 3000 Kp. El diámetro de la bola del penetrador es de 10 mm. El diámetro de huella obtenido es de 4,5 mm. Se pide: a) El valor de la dureza Brinell (HB) y su expresión normalizada. b) Indicar la carga que habrá que aplicar a una probeta del mismo material si se quiere reducir la dimensión de la bola del penetrador a 5 mm. Predecir el tamaño de la huella. 9. En un ensayo Brinell de una chapa de acero al carbono de 8 mm, se obtuvo una huella de 4 mm de diámetro. Utilizando la tabla inferior, hallar: a) Dureza del acero, constante del ensayo y diámetro de la bola. b) Resistencia aproximada a la rotura por traccion en N/m2. 10. Se efectuaron algunas pruebas de dureza en una muestra de metal, y se registraron los siguientes resultados: a) Al utilizar la prueba de diamante Vickers, con una carga de 30 kg, las longitudes medias de las diagonales fueron: 0,527 mm; 0,481 mm; 0,427 mm. b) Al utilizar la prueba de Brinell, con esfera de 10 mm y carga de 3000 kg, el diámetro de la huella fue de 4,01 mm. Calcular los números de dureza Vickers y Brinell del material. 11. Para determinar la dureza de un material blando se realiza un ensayo Rockwell. La profundidad de la huella cuando se aplica la precarga de 10 Kp es de 0,010 mm y la que permanece tras aplicar la carga de penetración de 100 Kp y restituir el valor de precarga (10 Kp ) es de 0,150 mm. Se pide: a) Esquema y descripción del ensayo Rockwell para materiales blandos. b) Resultado del ensayo.
Tecnoloxía Páxina 5 12. En un ensayo con el péndulo Charpy, la maza de 20 kg cayó sobre una probeta de 80 mm2 de sección desde una altura de 1 m, y se elevó 60 cm después de la rotura. Obtener el resultado del ensayo. 13. Una pieza de acero suave se ha sometido a un ensayo de dureza durante un tiempo de 30 s, con una carga de 3000 Kp; el diámetro de la bola es de 10 mm; el diámetro de la huella se ha medido con una lupa y es de 4,76 mm. Hallar el grado de dureza Brinell HB. Representar la notación del ensayo. 14. Se desea hallar la dureza Vickers de una cuchilla de acero rápido. Para ello se la somete a una carga de 200 Kp; la diagonal de la huella obtenida mide 0,67 mm. Indicar la notación del ensayo. 15. Una pieza maciza de aleación tiene las dimensiones primitivas y está sometida a los esfuerzos indicados en la figura. Su módulo de elasticidad es de 8∙104 Mpa. Se ha aplicado un coeficiente de seguridad n = 2. Se pide: a) Los alargamientos y longitudes de cada sección y los totales de la pieza. El % de deformación de la pieza. b) El límite de elasticidad de la aleación. 16. En la construcción de un edificio una grúa utiliza un cable de acero de 5 mm de diámetro para la elevación de materiales. Si en un determinado momento cuelgan verticalmente 180 m de cable para elevar en su extremo inferior una carga de 300 kg. Calcular: a) El incremento de longitud que sufre el cable. b) El coeficiente de seguridad con que sube la carga. Datos: E = 2,15∙106 Kp/cm2; ρE = 0,0078 Kp/cm3; limite elástico σE = 8000 kg/cm2