Capítulo 05. Torsión

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA F6-4. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER F6-4. Exprese las funciones de fuerza cortante y de momento en términos de x, donde 0 6 x 6 1.5 m y 1.5 m 6 x 6 3 m, y luego dibuje los diagramas de fuerza cortante y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-151. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-151. Si el eje sólido AB al que está conectada la manivela de una válvula es de latón rojo C83400 y tiene un diámetro de 10 mm, determine las máximas fuerzas de par F que pueden aplicarse a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-150. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-150. El volante y el eje se detienen súbitamente en D cuando el cojinete se traba. Esto hace que el volante oscile en sentido horario y antihorario, de modo que un punto A en el borde exterior del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-149. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-149. El acoplamiento consiste en dos discos fijos que separan los ejes, cada uno con un diámetro de 25 mm. Los ejes se apoyan sobre chumaceras que permiten la rotación libre. Con el fin de limitar el par…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-148. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-148. El motor A desarrolla un par de torsión en el engrane B de 500 lb # pie, el cual se aplica a lo largo del eje de 2 pulg de diámetro fabricado de acero A-36. Este par…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-147. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-147. Un eje tiene la sección transversal mostrada en la figura y está fabricado de una aleación de aluminio 2014-T6 con un esfuerzo cortante permisible de tperm = 125 MPa. Si el ángulo de giro por metro de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-146. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-146. La barra AB está fabricada de acero A-36 con un esfuerzo cortante permisible de (tperm)ac = 75 MPa, y el tubo BC está fabricado de una aleación de magnesio AM1004- T61 con un esfuerzo cortante permisible de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-145. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-145. El tubo circular de acero A-36 está sometido a un par de torsión de 10 kN # m. Determine el esfuerzo cortante en el radio medio r = 60 mm y calcule el ángulo de giro del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-144. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-144. El eje de acero inoxidable 304 tiene 3 m de longitud y un diámetro exterior de 60 mm. Cuando gira a 60 rad>s transmite 30 kW de potencia desde el motor E hasta el generador G. Determine…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-143. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-143. Considere un tubo de pared delgada con radio medio r y grosor t. Demuestre que el esfuerzo cortante máximo en el tubo debido a la aplicación de un par de torsión T se aproxima al esfuerzo cortante…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-142. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-142. Un par de torsión se aplica al eje de radio r. Si el material tiene una relación de esfuerzo-deformación cortante de t = kg1>6 , donde k es una constante, determine el esfuerzo cortante máximo en el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-141. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-141. Un núcleo fabricado con una aleación de acero está unido firmemente a un tubo fabricado con una aleación de cobre para formar el eje mostrado en la figura. Si los materiales tienen el diagrama t-g que se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-140. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-140. El tubo de 2 m de largo está fabricado de un material elástico perfectamente plástico como se muestra en la figura. Determine el par de torsión T aplicado que somete al material del borde exterior del tubo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-139. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-139. El tubo está fabricado de un material elástico perfectamente plástico y tiene el diagrama t-g que se muestra en la figura. Determine el par de torsión T que ocasiona que la superficie interna del eje comience a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-138. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-138. Un tubo está fabricado de material elástico perfectamente plástico y tiene el diagrama t-g que se muestra en la figura. Si el radio del núcleo elástico es rY = 2.25 pulg, determine el par de torsión T…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-137. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-137. El diagrama de esfuerzo-deformación cortante para un eje sólido con un diámetro de 50 mm puede aproximarse como se muestra en la figura. Determine el par de torsión T necesario para provocar un esfuerzo cortante máximo en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-136. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-136. El eje tubular está fabricado de un material con endurecimiento por deformación que tiene un diagrama t-g como el mostrado en la figura. Determine el par de torsión T que debe aplicarse al eje para que la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-135. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-135. El eje hueco tiene diámetros interno y externo de 60 mm y 80 mm, respectivamente. Si está fabricado de un material elástico perfectamente plástico y tiene el diagrama t-g que se muestra en la figura, determine las…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-134. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-134. El eje hueco está fabricado de un material elástico perfectamente plástico con un módulo cortante G y un esfuerzo cortante de cedencia tY. Determine el par de torsión Tp aplicado cuando el material de la superficie interior…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-133. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-133. El eje consta de dos secciones que están rígidamente conectadas. Si el material es elastoplástico como se muestra en la figura, determine el mayor par de torsión T que puede aplicarse al eje. Además, señale la distribución…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-132. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-132. El eje hueco tiene la sección transversal mostrada en la figura y está fabricado de un material elástico perfectamente plástico, con un esfuerzo cortante de cedencia tY. Determine la relación entre el par de torsión plástico Tp…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-131. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-131. Un eje circular sólido con un diámetro de 80 mm está fabricado de un material elástico perfectamente plástico, con un esfuerzo cortante de cedencia tY = 125 MPa. Determine (a) el máximo par de torsión elástico TY;…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-130. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-130. El eje está sometido a una deformación cortante máxima de 0.0048 rad. Determine el par de torsión aplicado al eje si el material tiene endurecimiento por deformación, como se muestra en el diagrama de esfuerzo-deformación cortante. Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-129. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-129. El eje sólido está fabricado de un material elástico perfectamente plástico como se muestra en la figura. Determine el par de torsión T necesario para formar un núcleo elástico en el eje con radio de rY =…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-128. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-128. Determine el par de torsión necesario para torcer un alambre corto de acero con un diámetro de 3 mm mediante varias revoluciones; considere que está fabricado de un acero elastoplástico y que tiene un esfuerzo de cedencia…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-127. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-127. Un eje sólido con diámetro de 2 pulg está hecho de material elastoplástico con un límite de elasticidad de tY = 16 ksi y un módulo cortante G = 12(103 ) ksi. Determine el par de torsión…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-126. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-126. Un eje sólido está sometido al par de torsión T, el cual hace que el material ceda. Si el material es elastoplástico, demuestre que el par de torsión se puede expresar en términos del ángulo de giro…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-125. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-125. El ensamble está sometido a un par de torsión de 710 lb # pulg. Si el esfuerzo cortante permisible para el material es tperm = 12 ksi, determine el radio del filete más pequeño que puede utilizarse…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-124. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-124. El acero utilizado para fabricar el eje tiene un esfuerzo cortante permisible de tperm = 8 MPa. Si los elementos se conectan entre sí mediante una soldadura de filete con un radio r = 2.25 mm, determine…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-123. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-123. El eje de acero está hecho a partir de dos segmentos: AB y BC, que se conectan mediante una soldadura de filete con un radio de 2.8 mm. Determine el esfuerzo cortante máximo desarrollado en el eje.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-122. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-122. El eje compuesto está diseñado para girar a 540 rpm. Si el radio de la soldadura de filete que conecta a los ejes es r = 7.20 mm y el esfuerzo cortante permisible para el material es…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-121. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-121. . El eje compuesto debe diseñarse para girar a 720 rpm, mientras transmite 30 kW de potencia. ¿Es posible esto? El esfuerzo cortante permisible es tperm = 12 MPa. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-120. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-120. El acero usado para fabricar el eje tiene un esfuerzo cortante permisible de tperm = 8 MPa. Si los elementos están conectados con una soldadura de filete de radio r = 4 mm, determine el máximo par…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-119. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-119. El tubo simétrico está fabricado de un acero de alta resistencia, con las dimensiones medias mostradas en la figura y un grosor de 5 mm. Si se somete a un par de torsión de T = 40…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-118. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-118. Las dimensiones medias de la sección transversal del borde delantero y la caja de torsión del ala de un avión pueden aproximarse de la forma mostrada en la figura. Si el ala se somete a un par…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-117. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-117. Las dimensiones medias de la sección transversal del borde delantero y la caja de torsión del ala de un avión pueden aproximarse como se muestra en la figura. Si el ala está fabricada de una aleación de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-116. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-116. El tubo está hecho de plástico, tiene 5 mm de grosor y las dimensiones medias que se muestran en la figura. Determine el esfuerzo cortante promedio en los puntos A y B si el tubo está sometido…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-115. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-115. El tubo está sometido a un par de torsión de 750 N # m. Determine el esfuerzo cortante promedio en los puntos A y B del tubo. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-114. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-114. 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 tperm = 18 ksi…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-113. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 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 tperm = 18 ksi…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-112. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-112. Debido a un error de fabricación, el círculo interior del tubo es excéntrico con respecto al círculo exterior. ¿En qué porcentaje se reduce la resistencia a la torsión si la excentricidad e representa una cuarta parte de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-111. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-111. Un par de torsión T se aplica sobre dos tubos que tienen las secciones transversales mostradas en la figura. Compare el flujo cortante desarrollado en cada tubo. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-110. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-110. Para un esfuerzo cortante promedio dado, determine el factor por el cual se aumenta la capacidad de carga de un par de torsión si las secciones semicirculares del tubo se invierten desde las posiciones indicadas por la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-109. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-109. Para un esfuerzo cortante máximo dado, determine el factor por el que se incrementa la capacidad de carga de un par de torsión si la sección semicircular del tubo se invierte desde la posición indicada por la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-108. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-108. Determine el par de torsión T que puede aplicarse al tubo rectangular si el esfuerzo cortante promedio no debe exceder 12 ksi. No tome en cuenta las concentraciones de esfuerzo en las esquinas. En la figura se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-107. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-107. Determine el grosor constante del tubo rectangular si el esfuerzo cortante promedio no debe exceder 12 ksi, cuando se le aplica un par de torsión de T = 20 kip # pulg. No tome en cuenta las…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-106. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-106. El eje de acero tiene 12 pulg de largo y se atornilla a la pared mediante una llave. Determine el esfuerzo cortante máximo en el eje y cuánto se desplaza cada fuerza de par si éstas tienen…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-105. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-105. El eje de acero tiene 12 pulg de largo y se atornilla a la pared mediante una llave. Determine las mayores fuerzas F de par que pueden aplicarse sobre el eje sin causar la cedencia del acero.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-104. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-104. La barra de aluminio 6061-T6 tiene una sección transversal cuadrada de 25 * 25 mm. Si tiene 2 m de largo, determine el esfuerzo cortante máximo en la barra y la rotación de uno de los extremos…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-103. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-103. El eje cuadrado se usa en el extremo de un cable de transmisión para registrar la rotación del cable sobre un medidor. Si tiene las dimensiones mostradas en la figura y se somete a un par de…