Válvula 5/2 accionada neumáticamente, cilindro de doble efecto y una válvula “AND”.

Dibujar los símbolos de los siguientes elementos neumáticos, explicando brevemente su funcionamiento: válvula 5/2 accionada neumáticamente en ambos sentidos, cilindro de doble efecto y una válvula “AND” o de simultaneidad. (Selectividad Andalucía 2016).

Válvula 5/2 accionada neumáticamente en ambos sentidos

Estas válvulas, de cinco vías y dos posiciones, se pueden considerar como una ampliación de las válvulas 4/2. La diferencia consiste en que las válvulas 5/2 poseen una vía más, con lo que el escape de un cilindro de doble efecto puede ser independiente para cada lado, y pueden realizar otras funciones de mando.

Cilindro de doble efecto

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Válvula antirretorno y válvula reguladora de caudal

Explicar brevemente cómo funciona una válvula antirretorno y una válvula reguladora de caudal. Dibujar los símbolos correspondientes (Selectividad Andalucía 2016).

Válvula antirretorno

La válvula antirretorno es la más simple de todas. Cierra por completo el paso en un sentido y lo deja libre en el contrario.

Válvula reguladora de caudal

Las válvulas reguladoras de flujo ajustan el caudal circulante a un valor fijo o variable. Su principio de funcionamiento es la  estrangulación del aire. Estas válvulas solo pueden reducir la sección de paso del aire, esto es, solo pueden disminuir el caudal circulante.

Existen dos tipos de válvulas de flujo:

1. Válvulas estranguladoras, que actúan sobre el caudal en cualquiera de los dos sentidos de flujo.
2. Válvulas estranguladoras unidireccionales, que actúan sobre el caudal en un solo sentido de flujo.

 

Potencia hidráulica

Indicar cómo se puede calcular la potencia hidráulica en función del caudal, incluyendo todas las unidades de las magnitudes que intervienen en el cálculo (Selectividad Andalucía 2016).

La potencia necesaria en una bomba hidráulica se puede determinar mediante la siguiente fórmula:

Módulo de Young en materiales cerámicos y polímericos

Razonar si el módulo de Young de un material cerámico es, en general, mayor o menor que el de un material polimérico (Selectividad Andalucía 2016).

Un material cerámico es en general frágil, mientras que uno polimérico (plástico) es más dúctil. Por tanto sus diagramas de tracción podrían ser los siguientes:

Las tensiones aplicadas sobre un elemento resistente son directamente proporcionales a las deformaciones producidas, dentro del comportamiento elástico de los materiales.

Si se aplica en el diagrama σ-ε, se obtiene:

En esta representación, el valor de tan α se conoce como módulo elástico o módulo de Young (E), que representa la pendiente de la curva tensión-deformación en la región elástica.

Como se observa en la gráfica anterior la pendiente en un material dúctil (polimérico) es menor que en un material frágil (cerámico) por tanto el módulo de Young en un material cerámico será mayor que en uno polimérico.

Diagrama de tracción material dúctil vs material frágil

Dibujar un diagrama de tracción característico de un material dúctil y de otro frágil, indicando las diferencias (Selectividad Andalucía 2016).

• En un material frágil apenas existe deformación ya que el material rompe nada más superar el límite elástico; mientras que un material dúctil su deformación, una vez superado la zona elástica, es mucho mayor.
• El módulo de Young de un material dúctil es menor que el de un material frágil ya que la pendiente es menor.

Diferencias ensayos estáticos y dinámicos

En relación con las características mecánicas de los materiales, explique la diferencia entre ensayos estáticos y ensayos dinámicos  (Selectividad Andalucía 2017).

• Ensayos estáticos: son aquellos en los que la velocidad de aplicación de la fuerza no influye en el resultado. Un ejemplo de este tipo, es el ensayo de tracción.
• Ensayos dinámicos: en ellos, la velocidad de aplicación de las fuerzas forma un papel importante en el ensayo. Un ejemplo de este tipo, es el ensayo de flexión, resiliencia, fatiga…

 

Ensayo de tracción: zonas que se pueden distinguir

Dibujar el diagrama esfuerzo/alargamiento unitario que se obtiene en un ensayo de tracción indicando las diferentes zonas que se pueden distinguir (Selectividad Andalucía Septiembre 2018).

Este ensayo mecánico consiste en someter a una probeta de forma y dimensiones normalizadas a un sistema de fuerzas exteriores (esfuerzo de tracción) en la dirección de su eje longitudinal hasta romperla.

Los resultados obtenidos en la realización de un ensayo de tracción se representan en una gráfica de tal manera que obtenemos una curva que relaciona las tensiones con las deformaciones relativas a la longitud inicial, llamadas alargamientos unitarios.

La representación gráfica de los valores obtenidos para abscisas (ε) y ordenadas (σ) se asemeja a la de la siguiente figura: