Btx materials probs 1516 classe

TECNOLOGIA INDUSTRIAL
MATERIALS
EXERCICIS

abril de 16 Pag 2 de 69
1.Càlcul d’esforços
Calcula els esforços de compressió d’aquestes barres d’acer:
F diàmetre
Barra 1 2.000 N 10 mm
Barra 2 2.000 N 45 mm

Troba l’allargament unitari en cada cas
L0 F ALF
Barra 1 1 m 2.000 N 30 mm
Barra 2 4 m 2.000 N 120 mm

Calcula la deformació unitària en aquesta barra:
S= 150 mm2
L0= 100 mm
LF= 101,3 mm

D’un cable de coure:
 Diàmetre: 4mm
 Longitud: 6 m
 Força aplicada: 465 N
Calcula:
 Tensió
 Tipus de deformació
 Coeficient de seguretat utilitzat
 Força mínima per trencar el cable
 Comportament si fos niló

3 pag 157. Tecnologia industrial I. Ed Mc Graw Hill
A un cable d’acer alt en carboni:
Diàmetre: 2 mm
Li apliquem una força de tracció de 1027 N.
Determina:
 Tensió normal que està suportant.
 Tipus de deformació (justifica la resposta)
 Coeficient de seguretat
 Diàmetre necessari per treballar a la zona elàstica si fos coure.
 El mateix que l’anterior si fos ferro

Quin esforç unitari experimentarà un perfil rectangular de titáni (de
dimensions exteriors 10.00x5.00 mm, gruix 1.00 mm i llargària 1.50 m) quan
li apliquem una força de tracció de 6.000 N?
Quina serà la massa i el pés d’aquest tub?
dTi= 4507 kg/m3

PAU, convocatòria Juny 2009
La tensió de ruptura d’un llautó és 550 MPa.
 Quina força axial cal per provocar el trencament d’un eix massís de 6
mm de diàmetre?

Una barra massissa de secció rectangular (25 x 300 mm), pot suportar una
força axial de tracció màxima 360 kN sense trencar-se.
 Quina és la resistència a la ruptura del material?

La tensió de ruptura d’un acer és 550 MPa. Si s’aplica una força axial de 110
N a una barra d’aquest material,
 Quina és la secció mínima que pot tenir sense que es trenqui?

10. Càlcul d’esforços
El Zamak-5 és un aliatge de zinc que té una tensió de ruptura per tracció
R=330 MPa.
 Quina força de tracció màxima suporta un eix massís 12 mm abans de
trencar-se?

PAU, convocatòria Setembre 2011
Calcula la força necessària per trencar aquesta proveta:
 Material: PVC
 5 mm
 Mòdul d’elasticitat E=2,60 GPa
 R=48 MPa.

Calcula la força necessària per trencar aquesta proveta:
 Material: Aliatge ferro - niquel
 15 mm
 R=480 MPa.

PAU, Set 2004

La resistència a la tracció del titani sense aliar és R=75 MPa.
 Quina força axial cal per provocar la ruptura d’un eix de 10 mm2
de
secció?

PAU, Set 2001

Quan un material és sotmès a una força que supera el límit elàstic es diu que
s’ha produït una deformació...
a) Plàstica
b) Elàstica
c) Transitòria
d) Instantània

Examen 2013/14
Segons els càlculs de disseny d’una grua, hi ha una peça de perfil angular L 200x200
amb una llargària de 0,50 m. En les condicions més desfavorables està sotmesa a un
esforç de tracció de 992 N. Si les normes de construcció de grues obliguen a utilitzar
un coeficient de seguretat n=3, contesta:
 Si la peça és d’acer (contingut mitjà en C), quin gruix e ha de tenir el perfil?
 Quina secció A hauria de tenir la peça si volguéssim utilitzar un aliatge
lleuger?
Calcula les masses m1 i m2 de les peces en cadascun dels casos anteriors
Densitat
(Kg/m3)
E
(GPa)
Límit
elàstic
(MPa)
Esforç de
trencament
(MPa)
Allargament (%)
Acer (mitjà en C) 7850 207 350 520 30
Aliatge lleuger 2800 72 97 186 18

Examen 2013/14
Es projecta un pont d’una carretera amb una plataforma continua de 120 m
de llargada (mesurada a 20ºC). Les juntes de dilatació estan a l’inici i al final
del pont. Si es dissenya comptant que quan el pont estigui més dilatat no hi
hagi espai a les juntes,
 Quin serà l’espai màxim que deixarà cadascuna?
 A la zona la temperatura oscil·la entre els 50ºC de l’estiu i els -15ºC de
l’hivern.
 El pont està construït amb formigó armat (α= 1,20·10-5
K-1
).

La llei de Hooke estableix que les deformacions d’un material...
a) Són proporcionals als esforços que les originen en la seva zona
elàstica.
b) Són proporcionals al quadrat dels esforços aplicats
c) Són directament proporcionals als esforços aplicats i inversament
proporcionals a la secció.
d) En els materials ceràmics no es produeixen deformacions elàstiques.

El comportament d’un material sota del seu límit de fluència és...
a) Elàstic
b) Plàstic
c) Proporcional
d) De ròtula

En el diagrama de tracció del ferro-carboni, la zona on s’acaba la
proporcionalitat entre tensions i deformacions es denomina:
a) Límit de ròtula
b) Límit de fatiga
c) Límit elàstic
d) Límit de tracció

Si estirem una molla i retorna a la posició inicial, diem que ha experimentat
una deformació...
a) Elàstica
b) Plàstica
c) Mecànica
d) De ròtula

23. Assaig de materials
Per l’assaig d’una proveta d’hacer dúctil s’obté una gràfica tensió –
deformació.
 Dibuixa la gràfica  = f (deformació), explica què és el límit de
proporcionalitat, límit elàstic i la càrrega de trencament (indica aquests
punts a la gràfica).
 Explica el significat de la llei de Hooke i la relació amb la gràfica.

Quin és el significat d’un valor de duresa expressat com:
187 HBW 5/750/20

En un assaig Brinnell realitzat sobre una peça d’acer s’ha obtingut el valor
151 HBW.
 Quina és la seva resistència al trencament i de quin tipus d’acer pot
tractar-se?

En un assaig Charpy s'utilitza una proveta de secció quadrada de costats 10
mm amb una entalla de 2 mm. El pèndol assoleix una alçada de 140 mm
després de trencar la proveta.
 Calcula el valor de k si l'alçada inicial era de 400 mm.

Les broques s’han d’escollir…
a) D’un material més dur que el que es vol foradar
b) D’un material més tenaç que el que es vol foradar
c) D’un material més dúctil que el que es vol foradar
d) D’un material més fort que el que es vol foradar

Troba el màxim nombre de cicles a 80.000 lb/polzada que pot fer
a) l’acer al Cr – Ni
b) l’acer amb 1,20% C trempat i estirat.

Troba el màxim nombre de cicles a 35 kgf/mm2
que pot fer l’acer segons el
% C.

Examen 2013/14
En un assaig de tracció s’han obtingut els resultats següents:
 Llargària calibrada de la proveta: L=100 mm
 Diàmetre nominal de la proveta: Ø=20 mm
 Força aplicada: F=23 kN
 Allargament observat ΔL=66,556·10-3
mm
Determina:
 Valor de l’esforç normal.
 Allargament unitari

Examen 2013/14
A partir de la figura 1, determina:
 La resistència a la fatiga per a 107
cicles de treball.
 La vida a la fatiga per a esforços
màxims de 600 MPa.
 El límit de fatiga del material.
 Què li passaria al material si li
apliquem un esforç de 350 MPa que
repetim durant 107
cicles de treball?
 Què li passaria al material si li
apliquem un esforç de 500 MPa que
repetim durant 105
cicles de treball?

32. Propietats Tèrmiques
9 pag 170. Tecnologia ind I. Ed Mc Graw Hill
 El menjador d’un habitatge disposa d’una paret de 4x3 m i un gruix de
14 cm que dona a l’exterior.
 El material de construcció és gero, que té una conductivitat de 0,76
W/m·ºC.
 A l’hivern la temperatura exterior és 5ºC i la interior 22ºC.
Determina:
 Quantitat de calor que es perd per conducció en una hora.
 Potència tèrmica que ha de tenir la calefacció per mantenir la
temperatura interior.

Una barra d’alumini té una llargària de 1.50 m quan està a 17ºC
 Quina serà la dilatació quan hagi pujat a 220ºC?
 Quina serà la seva llargària total?
Al = 2.4·10-5 º
C-1

Una barra d’alumini mesurada a 20 ºC amb un regle d’acer té una llargària
L20ºC.
 Quina serà la llargària que es mesuraria a 40 ºC a causa de la dilatació
tèrmica?
Al = 23,60·10-6 º
K-1
AcerInox = 9,90·10-6 º
K-1
a) > L20ºC
b) < L20ºC
c) = L20ºC
d) > L20ºC o < L20ºC o = L20ºC depenent del valor de L20ºC

Les peces A, B i C tenen una llargària de 2 m
 A: Tub amb diàmetre interior 158.6 mm i exterior 160 mm
 B: Perfil angular 250x250 mm i gruix 23 mm
 C: Perfil en H de cantell 249 mm, ales 265 mm i gruix 12 mm
 Quina és més adequada per suportar esforços de tracció?
 El pes de cadascuna suposant que la A és de llautó, la B de niquel i la C de
titani. (dllautó= 8500 kg/m3
, dNi= 8908 kg/m3
, dTi= 4507 kg/m3
)
 La transmissió de calor en 2 h a través de cadascuna suposant que totes son
d’alumini i el salt tèrmic és de 25ºC (λAl=237 W/m·ºC)

PAU Juny 2011

PAU Juny 2005

Examen curs 2013/14
A una paret hi ha una finestra amb les
dimensions que s’indiquen a la figura
2. El marc de fusta té una amplària de
10 cm i un gruix de 8 cm. El vidre té un
gruix de 4 mm. Si la temperatura
interior és de 25ºC i la exterior de -
5ºC,
 Quines són les pèrdues horàries a
traves de la finestra (marc i vidre)?
λvidre= 0,95 W/m·ºC; λmarc=0,14 W/m·ºC

39. Composició
El coeficient de dilatació tèrmica del llautó (70% Cu, 30% Zn) és:
p = 20·10-6
K-1
 Quin és l’increment de llargada d’una barra d’un metre si la
temperatura s’incrementa 100 ºC?

40. Composició
El permalloy és un aliatge de composició 78.5% Ni i 21.5% Fe emprat en la
fabricació de nuclis de transformadors elèctrics.
 Quant niquel es necessita per aliar-lo amb 275 Kg de ferro?

41. Composició
El nitinol és un aliatge amb memòria de forma usat en aplicacions sanitàries.
Està compost per un 54,50% Ni i un 45,40% Ti.
 Quina quantitat d’aquests dos components (kg) hi ha en 150 kg de
nitinol?

42. Composició
Un comprimit per combatre el refredat és format per 3 components
principals amb una proporció del 62,50%, 31,25% i 1,25%. El 5% restant es
reparteix entre altres components.
 Quina quantitat del component majoritari és necessària per a obtenir
30 kg d’aquests comprimits?

43. Composició
PAU, convocatòria Juny
Un aliatge babbitt, conegut com aliatge blanc emprat en la fabricació de
coixinets, té una composició de 91% Sn, 5% Cu i la resta d’altres elements.
 Quant coure cal per aliar-lo amb 150 kg d’estany?

44. Composició
La composició d’un llautó de forja és:
 59% Cu
 1,80% Pb
 38,50% Zn
 0,70% d’altres elements.
En l’obtenció d’aquest material...
 ...quant coure cal per aliar-lo amb 125 kg de Zn?

45. Composició
Un acer inoxidable d’ús general és un aliatge que conté:
 18% Cr
 8% Ni
 3% d’altres components (Mn, Si, C...)
 i la resta Fe.
 Quant ferro hi ha en 500 kg d’aquest material?

46. Composició
El peltre es una aleación usada en la fabricación de cubiertos y vajillas
rústicas. Está formada por:
 92% Sn
 3% Cu
 5% de otros elementos
 ¿Qué cantidad de los dos componentes (kg) hay en 450 kg de dicha
aleación?

47. Composició
L’Elgiloy és un aliatge usat en la fabricació de motlles. Té una composició:
 41% Co
 19% Cr
 15% Ni
 25% altres elements
 Quina quantitat de crom és necessària per a aliar-lo amb 225 kg de
cobalt?

48. Composició
L’Incoloy és un aliatge de composició:
 33% Ni
 44% Fe
 20% Cr
 3% d’altres components
 Quina quantitat (kg) de cadascun dels tres component principals hi ha
en 325 kg d’aliatge?

49. Composició
Una alpaca emprada en bijuteria té una composició:
65% Cu
12% Ni
22% Zn
Resta d’altres elements
 Quant zinc cal per aliar-lo amb 148 kg de coure?

50. Composició
La composició d’un bronze és:
88% Cu
2% Zn
10% Sn
 En l’obtenció d’aquest bronze. Quant zinc cal per aliar-lo amb 100 kg
de coure?

51. Composició
El Monel K-500 és un aliatge de composició:
64% Ni
30% Cu
6% d’altres components
 Quant níquel es necessita per aliarl-lo amb 240 kg de coure?

52. Composició
Examen curs 2013/14
El metall Muntz és un aliatge de coure i zinc amb traces de ferro.
(Aproximadament 60% Cu, 40% Zn). És, per tant, una varietat de llautó. Va ser
patentat en 1832 i comercialitzat per George Fredrick Muntz, un calderer
industrial de Birmingham, Anglaterra. (William Collins havia patentat un
aliatge similar en 1800). El metall Muntz estava pensat per substituir el folrat
amb planxes de coure de l'obra viva dels vaixells. Costava dues terceres parts
del preu del coure pur i tenia les mateixes propietats "anti-fouling" (anti-
incrustació biològica). Lògicament va ser un èxit comercial i l'inventor va
guanyar una fortuna.
 Si es disposa de 10 tones de coure i tot el zinc que es vulgui, quantes tones
de metall Muntz es poden produir?
 Si es ven aquesta producció al mateix preu que el coure (7€/kg), quin
benefici s’obtindrà?

53. Càlcul
En un estudi sobre les emissions de CO2 produïdes pels vehicles privats es
considera que les aquestes són independents del nombre de viatgers a partir
de 100 km/h.
Un cotxe consumeix 4,50 l per 100 km i fa servir un combustible que
produeix 2,35 kg de CO2 per litre.
 En un viatge de 950 km a una velocitat de 100 km/h, quina quantitat de
CO2 emet el vehicle?

54. Càlcul
Una empresa de fabricació de bigues de fusta comercialitza un model de
densitat 510 kg/m3
en grups de 25 bigues de 240 mm x 5.000 mm x 70 mm
cadascuna.
 Quant pesen les 25 bigues?

55. Càlcul
PAU Juny 2005

56. Càlcul
La densitat d’un acer és  = 7.800 kg/m3
.
 Quin és el pes d’una barra de secció quadrada de 100 mm2
i una
llargada de 1,20 m?

57. Càlcul
Per mantenir constant la temperatura d’un producte durant el transport,
s’embala en un contenidor de poliestiré expandit (EPS) de densitat  = 0,05
kg/dm3
. Aquest contenidor és cúbic d’aresta exterior Lext = 400 mm i centrat
a l’interior deixa un volum cúbic d’aresta Lint = 200 mm.
El seu pes és:
a) 0,40 kg
b) 2,80 N
c) 28 N
d) 3,20 kg

58. Aplicacions
L’aliatge més emprat per les seves propietats antifricció és:
a) El llautó
b) El ferro i el carboni
c) L’alumini i el manganés
d) El bronze

59. Aplicacions
PAU, Set 1998

60. Aplicacions
La corrosió és un procés electroquímic que degrada els materials...
a) Plàstics
b) Compòsits
c) Metàl·lics
d) Cel·lulòsics

61. Aplicacions
Els coixinets de fregament tenen com a base…
a) Estany I plom
b) Acer
c) Zinc I alumini
d) Alumini

62. Aplicacions
L’acer inoxidable és un aliatge de...
a) Ferro i alumini
b) Ferro i carboni
c) Ferro i manganés
d) Ferro, níquel i crom

63. Aplicacions
Quin dels plàstics següents és termostable o termoendurible?
a) Baquelita
b) Polietilè
c) Cautxú
d) PVC

64. Aplicacions
El galvanitzat és un procés que s’aplica a...
a) L’alumini, per augmentar la seva resistència mecànica
b) El coure, per evitar la formació de sulfat de coure
c) El ferro i l’acer per evitar l’oxidació
d) El plàstic, per que sigui més flexible

65. Aplicacions
L’alumini és un material...
a) Emprat per obtenir acer inoxidable
b) Que es corroeix fàcilment
c) Condustor tèrmic
d) Amb una densitat molt elevada

66. Aplicacions
Un aliatge de ferro que conté entre el 0,03% i el 1,176% de carboni, es
coneix com...
a) Acer
b) Fosa
c) Ferro colat
d) Acer inoxidable

67. Aplicacions
Els plàstics estan formats per...
a) Cel·lulosa
b) Polímers
c) Polimetacrilat
d) Resines fenòliques

Exercicis de Materials
Tecnologia Industrial
Pedro Lorenzo
banustec@gmail.com
Curs 2015/16
Abril

Btx materials probs 1516 classe

Recommended

Recommended

More Related Content

More from Departament d'Educació - Generalitat de Catalunya

More from Departament d'Educació - Generalitat de Catalunya (20)

Btx materials probs 1516 classe