CUESTIONARIO DE OPCIÓN MÚLTIPLE 1. ¿Cuáles de los siguientes son los tres tipos básicos de esfuerzos estáticos a las que puede sujetarse un material? (tres respuestas correctas): a) compresión, b) dureza, c) reducción del área, d) cortante, e) tensión, f) esfuerzo verdadero, y g) deformación. Respuesta: a, d, e. 2. ¿Cuál de las que siguen es la definición correcta de la resistencia definitiva a la tensión, según se obtiene de una prueba de tensión sobre un espécimen de metal?: a) el esfuerzo encontrado cuando la curva esfuerzo-deformación pasa del comportamiento elástico al plástico, b) la carga máxima dividida entre el área final del espécimen, c) la carga máxima dividida entre el área original del espécimen, o d) el esfuerzo observado cuando el espécimen falla finalmente. Respuesta: c 3. Si se midieran los valores de esfuerzo durante una prueba de tensión, ¿cuál de las siguientes sería el valor mayor?: a) esfuerzo de ingeniería, b) esfuerzo verdadero. Respuesta: b 4. Si durante una prueba de tensión se midiera la deformación, ¿cuál de las siguientes tendría el valor mayor?: a) deformación de ingeniería, b) deformación verdadera Respuesta: a 5. La región plástica de la curva esfuerzo-deformación para un metal está caracterizada por una relación proporcional entre el esfuerzo y la deformación: a) verdadero, o b) falso. Respuesta: b 6. ¿Cuál de los tipos siguientes de relación esfuerzo-deformación describe mejor el comportamiento de los materiales frágiles, tales como las cerámicas y los plásticos termoestables?: a) elástico y perfectamente plástico, b) elástico y dureza por deformación, c) perfectamente elástico, o d) ninguno de los anteriores. Respuesta: c 7. ¿Cuál de los tipos siguientes de relación esfuerzo-deformación describe mejor el comportamiento de la mayoría de metales a temperatura ambiente?: a) elástico y perfectamente plástico, b) elástico y endurecimiento por deformación, c) perfectamente elástico, o d) ninguno de los anteriores. Respuesta: b 8. ¿Cuál de los tipos siguientes de relación esfuerzo-deformación describe mejor el comportamiento de los metales a temperaturas por arriba de sus puntos de
recristalización respectivos?: a) elástico y perfectamente plástico, b) elástico y endurecimiento por deformación, c) perfectamente elástico, o d) ninguno de los anteriores. Respuesta: a
9. ¿Cuál de los materiales siguientes tiene el módulo de elasticidad mayor: a) aluminio, b) diamante, c) acero, d) titanio, o e) tungsteno? Respuesta: b 10. ¿Por lo general, la resistencia a la cortante de un metal es a) mayor que, o b) menor que su resistencia a la tensión? Respuesta: b 11. La mayor parte de las pruebas de dureza incluyen presionar un objeto duro en la superficie de un espécimen de prueba y medir la indentación (o su efecto) que resulta: a) verdadero, o b) falso. Respuesta: a 12. ¿Cuál de los materiales que siguen tiene la dureza mayor?: a) cerámica de alúmina, b) hierro colado gris, c) acero endurecido para herramientas, d) acero al alto carbono, o e) poliestireno. Respuesta: a 13. La viscosidad se define como la facilidad con la que un fluido fluye: a) verdadero, o b) falso. Respuesta: a
PROBLEMAS 1. Una prueba de tensión usa un espécimen de prueba que tiene una longitud de medición de 50 mm, y un área de 200 mm2. Durante la prueba, el espécimen se vence bajo una carga de 98 000 N. La longitud de medición correspondiente es de 50.23 mm. Esto es el 0.2% del punto de deformación. La carga máxima de 168 000 N se alcanza con una longitud de medición de 64.2 mm. Determine a) la resistencia de vencimiento, b) el módulo de elasticidad, y c) la resistencia a la tensión. 2. En el problema 3.1, la fractura ocurre a una longitud de medición de 67.3 mm. a) Determine la elongación porcentual, b) si el espécimen se estrangula cuando el área es de 92 mm2, determine la reducción porcentual del área. 3. En una prueba de tensión sobre un espécimen de metal, la deformación verdadera es de 0.08 con un esfuerzo de 265 MPa. Cuando el esfuerzo verdadero es de 325 MPa, la deformación verdadera es de 0.27. Determine el coeficiente de resistencia y el exponente de endurecimiento por deformación en la ecuación de la curva de flujo. 4. Un espécimen de cerámica especial se prueba a la flexión. Sus dimensiones son las siguientes: ancho de la sección transversal igual a 0.50 in, y espesor de la sección transversal de 0.25 in. La longitud del espécimen entre los apoyos es de 2.0 in. Determine la resistencia a la ruptura transversal si la falla ocurre con una carga de 1700 lb. 5. En una prueba de dureza de Brinell, se aplica una carga de 1 500 kg sobre un espécimen, con el empleo de una bola de acero endurecido de 10 mm de diámetro. La indentación resultante tiene un diámetro de 3.2 mm. Determine el número de dureza de Brinell para el metal 6. Dos placas planas, separadas por un espacio de 4 mm, se mueven una respecto de la otra a una velocidad de 5 m/s. El espacio entre ellas está ocupado por un fluido de viscosidad desconocida. Al movimiento de las placas se opone un esfuerzo cortante de 10 Pa, debido a la viscosidad del fluido. Si se supone que el gradiente de velocidad del fluido es constante, determine el coeficiente de viscosidad del fluido. 7. Dos superficies paralelas, separadas por un espacio de 0.5 in ocupado por un fluido, se mueven una con respecto de la otra a una velocidad de 25 in/s. Un esfuerzo cortante opone una resistencia de 0.3 lb/in2 al movimiento, debido a la viscosidad del fluido. Si el gradiente de velocidad en el espacio entre las superficies es constante, determine la viscosidad del fluido. 8. Una pieza de metal se deforma a la cortante con un ángulo de 42º, como se aprecia en la figura P3.25. Para esta situación, determine la deformación por cortante.
9. Una aleación metálica ha sido probada a la tensión, con los resultados siguientes para los parámetros de la curva de flujo: coeficiente de resistencia de 620.5 MPa, y exponente de endurecimiento por deformación de 0.26. Luego, el mismo metal se prueba a la compresión en que la altura inicial del espécimen es de 62.5 mm con diámetro de 25 mm. Suponga que la sección transversal se incrementa de modo uniforme y determine la carga que se requiere para comprimir el espécimen a una altura de a) 50 mm, y b) 37.5 mm. 10. Un alambre de cobre de 0.80 mm de diámetro, falla para un esfuerzo de ingeniería de 248.2 MPa. Su ductilidad se mide como el 75% de reducción del área. Determine el esfuerzo verdadero y la deformación verdadera en la falla.