Mecanica de Materiales - 7ma.Ed_James

CAPÍTUlo 8 Problemas 663
PROBLEMAS DEL CAPÍTULO 8
Recipientes esféricos a presión
Al resolver los problemas de la sección 8.2 suponga que el radio
o el diámetro dado es una dimensión interior y que todas
las presiones internas son presiones manométricas.
8.2.1 Un tanque esférico grande (consulte la figura) contiene
gas a una presión de 450 psi. El tanque tiene un diámetro de
42 ft y está construido de acero de alta resistencia con un
esfuerzo de fluencia en tensión de 80 ksi.
Determine el espesor requerido (hasta el 1/4 in más cercano)
de la pared del tanque si se requiere un factor de seguridad
de 3.5 con respecto a la fluencia.
8.2.4 Una pelota de hule (consulte la figura) está inflada a
una presión de 60 kPa. A esa presión el diámetro de la pelota
es 230 mm y el espesor de pared es 1.2 mm. El hule tiene un
módulo de elasticidad E = 3.5 MPa y la relación de Poisson
n = 0.45.
Determine el esfuerzo máximo y la deformación máxima
en la pelota.
Prob. 8.2.4
8.2.5 Resuelva el problema anterior si la presión es 9.0 psi, el
diámetro es 9.0 in, el espesor de pared es 0.05 in, el módulo de
elasticidad es 500 psi y la relación de Poisson es 0.45.
Probs. 8.2.1 y 8.2.2
8.2.2 Resuelva el problema anterior si la presión interna es
3.75 MPa, el diámetro es 19 m, el esfuerzo de fluencia es de
570 MPa y el factor de seguridad es 3.0.
Determine el espesor requerido hasta el milímetro más
cercano.
8.2.3 Una claraboya hemisférica (o puerto de inspección) en
una cámara de descompresión (consulte la figura) está sometida
una presión de aire interna de 80 psi. El puerto está sujeto
a la pared de la cámara mediante 18 pernos.
Encuentre la fuerza de tensión F en cada perno y el esfuerzo
de tensión s en el puerto de inspección si el radio del
hemisferio es 7.0 in y su espesor es 1.0 in.
Prob. 8.2.5
8.2.6 Un recipiente esférico a presión hecho de acero (diámetro
480 mm, espesor 8.0 mm) está recubierto con laca frágil
que se agrieta cuando la deformación alcanza 150 × 10 —6
(consulte la figura).
¿Qué presión interna p ocasionará que la laca se agriete?
(Suponga E = 205 GPa y n = 0.30.)
Grietas en
el recubrimiento
Prob. 8.2.3
Prob. 8.2.6