Diseño en ingenieria mecanica de Shigley

492 PARTE TRES Diseño de elementos mecánicos
9-13 La longitud del accesorio del problema 9-12 no se ha determinado. La fuerza estática es de 3 kip; la
holgura a debe medir 6 pulg. El elemento tiene 4 pulg de ancho. Especifique las partes soldadas (proporcione
el patrón, número de electrodo, tipo de soldadura, longitud del cordón y tamaño del cateto).
Especifique la longitud del accesorio.
l 1
a
Problema 9-13
1018 HR
1
2 pulg
1.5 pulg diám.
3 pulg diám.
A36
4 pulg
F = 3 kip
9-14 Una columna vertical de acero estructural A36 (S y = 36 kpsi, S ut = 58-80 kpsi) mide 10 pulg de ancho. Se
diseñó un accesorio para el punto que se muestra en la figura. Se aplica una carga estática de 20 kip, y la
holgura a de 6.25 pulg tiene que igualarse o superarse. El accesorio es de acero 1018 laminado en caliente
y se elaborará a partir de una placa de 1 2 pulg con refuerzos soldados, cuando se conozcan todas las dimensiones.
Especifique la estructura soldada (proporcione el patrón, número de electrodo, tipo de soldadura,
longitud del cordón de soldadura y tamaño del cateto). También especifique la longitud l 1 del accesorio.
Problema 9-14
d
1018 HR
1 pulg diám. 6 pulg
2 pulg diám.
A36
b
a
F = 20 kip
l 1
9-15 Escriba un programa de cómputo que ayude a resolver una tarea como la del problema 9-14, con un patrón
rectangular del cordón de soldadura para una unión a cortante torsional. Al hacerlo, aborde la fuerza
F, la holgura a y el esfuerzo cortante máximo permisible. Después, como parte de un ciclo iterativo, defina
las dimensiones de b y d del rectángulo. Éstas pueden ser sus variables de diseño. Dé salida a todos los
parámetros, después de que, mediante cálculo, se haya determinado el tamaño del cateto. En efecto, será
su evaluación de adecuación cuando termine de realizar iteraciones. Incluya la cifra de mérito J u /(hl) pulg
a la salida. La cdm y el tamaño del cateto h con el ancho disponible darán una visión útil de la naturaleza
de dicha clase de soldaduras. Use su programa para verificar la solución al problema 9-14.
9-16 Las soldaduras de filete en uniones que resisten flexión resultan interesantes, ya que son más simples que
las que resisten torsión. En el problema 9-10 aprendió que su objetivo es colocar el metal de aporte tan
lejos del centroide del cordón de soldadura como sea posible, pero en una orientación que esté distribuida
en forma paralela al eje x. Además, la ubicación en la parte superior e inferior del extremo empotrado de
un voladizo con sección transversal rectangular propicia cordones de soldadura paralelos y cada elemento
de ellos está en la posición ideal. El objeto de este problema es estudiar el patrón del cordón de soldadura
completo y el del cordón de soldadura interrumpido. Considere el caso de la figura 9-17 con F = 10 000