TECNOLOGÍA INDUSTRIAL. 1º BACH.ENSAYO DE MATERIALES.

1. Calcula el valor de dureza Brinell que corresponde al bronce si sabemos que una bola de acero de 10 mm de diámetro, sometida a una carga de 3000 kg, deja una huella de 5,88 mm de diámetro. (Sol. 100 kg/mm2)

2. Determina la longitud de las diagonales de la huella que dejará el penetrador sobre un material de dureza 630 HV 50.(Sol. 0,3825 mm)

3. Calcula la dureza de un material por el método Poldi sabiendo que la dureza de la probeta patrón es 150 y los diámetros de las huellas obtenidas sobre esta y el material son, respectivamente, 0,28 y 0,21 mm. (Sol. 200)

4. Explica el significado de: tensión unitaria, alargamiento unitario, límite elástico y estricción.

5. Calcula el módulo de elasticidad de una barra de 20 mm de diámetro y 5 m de longitud si, al ser sometida a un esfuerzo de tracción de 2000 kg, experimenta un alargamiento de 2 mm. (Sol. 15923,5 kg/mm2)

6. ¿Qué tensión soporta una barra de 30 mm de diámetro sometida a un esfuerzo de tracción de 5000 kg? (Sol. 7,07 kg/mm2)

7. ¿Qué esfuerzo soporta una barra de sección cuadrada de 20 mm de lado, si la tensión admisible es de 750 kg/cm2? (Sol. 3000 kg)

8. Una columna de hormigón presenta una resistencia a la compresión de 60 MN/m2. Determinar la carga máxima que podrá soportar una columna de ese material sabiendo que tiene una sección cuadrada de 20x20 cm. (Sol. 2,4 MN)

9. Para troquelar una plancha metálica empleamos un punzón de 10 mm de diámetro y aplicamos una carga de 5000 kg. Calcula la tensión unitaria de compresión aplicada. (Sol. -63,69 kg/mm2)

10. Una probeta de acero de 20 mm de diámetro esta sometida a un esfuerzo de cizalladura de 650 kg en el momento de su rotura. Determina la tensión unitaria de rotura. (Sol. 2,07 kg/mm2)

11. Una barra cilíndrica de acero, con un límite elástico de 5000 kp/cm2 se somete a una fuerza de tracción de 8500 kp. Sabiendo que la longitud de la barra es de 400 mm y su módulo de elasticidad E=2,1.106 kp/cm2, calcular el diámetro de la barra para que su alargamiento total no sea superior a 0,5 mm. (Sol. 2,03 cm)

12. Si una pieza de 300x300 mm de sección y 200 mm de longitud se somete a un esfuerzo de tracción de 30000 kN, determinar la longitud final de la misma. Dato: E=8.104 MPa. (Sol. 200,8 mm).

13. Si el límite de elasticidad y el límite de proporcionalidad de un material son respectivamente 500 MPa y 400 MPa. Los de otro material son 140 MPa y 130 MPa. A) Calcular el módulo de elasticidad o de Young para cada material si el alargamiento unitario es de 0,2 en ambos materiales. B) Para una barra cilíndrica de sección no superior a 20 mm2 que soporta una tracción de 3 kN ¿Qué material debe elegirse para que no tenga deformaciones permanentes?

14. Queremos determinar la dureza de un material blando a través de un ensayo Rockwell B. La profundidad de la huella cuando se aplica la precarga de 10 kp es de 0,01 mm, y la que permanece después de aplicar la carga de penetración de 100 kp es de 0,15 mm. A partir de estos datos, calcular el resultado del ensayo. (Sol. 60).

15. En un ensayo Brinell se obtuvo una dureza de 300 kp/mm2. Si se aplicó una carga de 500 kg con una bola de diámetro 10mm, ¿Cuál fue el diámetro de la huella producida?

16. Se somete a una probeta normalizada Charpy (sección de 0,5 cm2) de a un ensayo de resiliencia con un martillo de 2 kg. La altura inicial del martillo es de 1 m y la final, después del choque, de 0,5 m. Determinar la resiliencia del material. (Sol. 196 J/cm2)

17. Al realizar un ensayo de resiliencia con el péndulo Charpy, la maza de 20 kg golpeó una probeta de 80 mm2 de sección. Cuando se lanzó, el martillo formaba un ángulo de 50º con la vertical y tras el impacto el ángulo fue de 30º. Determinar el resultado del ensayo si la longitud del péndulo es de 1,5 m. (Sol. 0,82 J/mm2)

18. Sabiendo que la carga máxima aplicada en un ensayo de tracción, sobre una probeta normalizada de 150 mm2 de sección, es de 50.000 N, calcula la tensión de rotura. Expresa el resultado en kg/mm2 y en Pa. (Sol. 3,33x108 Pa)

19. Una pieza cilíndrica de 1,5 cm de diámetro está sometida a una carga de 2.500 kp. Determina la tensión de la pieza expresado en MPa. (Sol. 139 Mpa)

20. Una barra cilíndrica de acero con un límite elástico de 310 MPa, va a ser sometida a una carga de10000 N. Si la longitud inicial de la barra es de 500 mm, ¿cuál debe ser el diámetro, si no queremos que la barra se alargue más de 0,35 mm? (E = 20,7 .104

Mpa). (Sol. 9,37 mm)21. Una pieza de latón deja de tener un comportamiento elástico para tensiones superiores

a 345 MPa. El módulo de elasticidad del latón es 10,3. 104 MPa.a. ¿Cuál es la fuerza máxima que puede aplicarse a una probeta de 150 mm2 de

sección, sin que se produzca deformación plástica? (Sol. 51750 N)b. ¿Cuál es la longitud máxima a la que puede ser estirada sin que se produzca

deformación plástica? Longitud de la pieza, 70 mm. (Sol. 70,23 mm)22. Una barra de aluminio, de 200 mm de longitud y con una sección cuadrada de 10 mm

de lado, se somete a una fuerza de tracción de 12300 N, y experimenta un alargamiento de 0,34 mm. Suponiendo que el comportamiento de la barra es totalmente elástico, calcula el módulo de elasticidad del aluminio. (Sol. 7,24. 103 Mpa)

23. Una probeta normalizada española tiene una distancia entre puntos de 100 mm, y su diámetro es de 13,8 mm. Si le aplicamos una carga de 15000N los puntos se encuentran separados 104 mm. Calcular:

a. La tensión unitaria (Sol. 100 MPa)b. El alargamiento. (Sol. 4 mm)c. La deformación o alargamiento unitario. (ε=0,04)

24. En un ensayo de resiliencia en el péndulo Charpy, la maza del péndulo, que pesa 20 Kg, cae desde 1 m de altura y rompe una probeta de sección 50 mm2 y sube hasta una altura de 70 cm. Calcular la energía de rotura y la resiliencia del material. (Sol. 1,176 J/mm2)

25. A una probeta de sección cuadrada de 10 mm de lado y 2 mm de entalla en el centro de una de sus caras, se le somete a un ensayo de flexión por choque, con un martillo de 20 Kgf, cayendo desde una altura de 90 cm y recuperando, tras la rotura, la altura de 70 cm. Haga un esquema del ensayo propuesto y determine:

a. Energía absorbida por la probeta. (Sol. 39,2 J)b. Resiliencia del material. (Sol. 392000 J/m2)

26. Una probeta normalizada de 13,8 mm de diámetro y 100 mm de distancia entre puntos, es sometida a un ensayo de tracción, experimentando, en un determinado instante, un incremento de longitud de 3x10-3 mm. Si el módulo de Young del material es 21,5 x105

Kgf/cm2, determine:a. El alargamiento unitario. (Sol. 3x10-5 )b. La tensión unitaria en KN/m2. (Sol. 6,32 KN/m2)c. La fuerza actuante en dicho instante en N. (Sol. 9,45.106 N)

27. Un latón tiene un módulo de elasticidad E= 120.109 N/m2 y un límite elástico de 250 .106

N/m2. Si disponemos de una varilla de dicho material de 10 mm2 de sección y 100 mm de longitud, de la que suspendemos verticalmente una carga en su extremo de 1500 N, se pide:

a. ¿Recuperará el alambre su longitud primitiva si se retira la carga?b. ¿Cuál será el alargamiento unitario y total en estas condiciones? (Sol. 1,25.10-3 y

0,125 mm)c. ¿Qué diámetro mínimo habrá de tener una barra de este material para que

sometida a una carga de 8.104 N no experimente deformación permanente. (Sol.

2 cm)