2002-2 Control 1

IWC-203 MATERIALES de INGENIERIA Control 1 27 Marzo de 2002

Sección 1 (50 puntos) Marque la alternativa que le parezca más apropiada y justifique brevemente V Verdadera bajo toda circunstancia F Falsa bajo toda circunstancia I Incierta, su validez depende de condiciones no especificadas en la pregunta 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Un material compuesto es una mezcla física de dos o más porciones constituyentes, en que cada una pertenece a una distinta familia de materiales. Un material que es dúctil bajo las condiciones del ensayo de tracción normal, podría presentar fractura frágil frente a otro tipo o condición de esfuerzo aplicado. La fractotenacidad de un material, está determinada por el tamaño de la mayor grieta presente que se encuentra orientada en forma perpendicular al mayor esfuerzo de tracción. Para un material dado, el área bajo la curva de tracción (energía por unidad de volumen gastada en producir fractura), debiera ser igual a la máxima energía de impacto Charpy dividida por el volumen de la probeta. Un alambre estirado por trefilación y ensayado en tracción, muestra un Esfuerzo máximo mayor que el material sin deformación, pero conserva igual su rigidez. La zona adyacente a un cordón de soldadura experimenta cambios similares al de un acero templado, producto de lo cual se reduce localmente el largo de grieta crítico para fractura rápida. A pesar de su mayor dureza, un resorte helicoidal de acero que luego de manufacturado es templado, presenta la misma constante de resorte que uno similar pero no-templado. Para un material que se encuentra expuesto a condiciones de fractura por creep, a mayor esfuerzo aplicado menor va a ser el tiempo que se tarda en producir la fractura. Dado que se deforman a carga constante, a los materiales que no presentan endurecimiento por deformación no es posible medirles dureza por métodos de indentación. Un diseño hecho contra deformación plástica que usa un Factor de seguridad igual a DOS, es más conservador que uno desarrollado contra fatiga en términos del límite de fatiga.

Sección 2 (50 puntos) Desarrolle respuestas completas de acuerdo a lo preguntado. A El diagrama de tracción adjunto pertenece a un acero de bajo carbono normalizado. A partir de la información contenida en él y de los datos adicionales entregados junto al diagrama, a) Determine el esfuerzo real existente en la probeta, al momento de iniciarse la deformación localizada b) Construya y explique, un gráfico cuantitativo para el Esfuerzo real como función de la distancia a lo largo de la probeta, en el momento previo a producirse la fractura B Dos vigas de madera son unidas de tope usando un adhesivo epóxico de alta resistencia (ver figura). Las burbujas de aire atrapadas en el adhesivo, aplastadas en la superficie de unión quedan como discos planos de diámetro 2a=2mm. Conocidas las dimensiones de la viga y dado Kic=0,5 Mpa√ m , a) Calcule la máxima carga de flexión que soporta la viga unida. b) Analice la posible conveniencia de modificar el diseño de la unión en la forma indicada

IWC-203 CONTROL 1

16 Agosto 2002

NOMBRE................................................

HOJA DE RESPUESTAS

V 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

F

I

Justificación

USM .............................................. PAUTA DEROLCORRECCION

Datos de ensayo:

Esfuerzo Ingenieril MPa

Acero de bajo carbono

Lo = 100 mm

450 400 350 300 250 200 150 100 50 0

Do = 10 mm

Valores extraídos: Esf Fluencia = 200 Mpa Esf max = 400 Mpa Esf rup = 330 Mpa Red Area = 45%

0

0,05

0,1

0,15

0,2

Deformación

0,25

0,3

Mod Young = 200 GPa