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Fuerza de corte

Las fuerzas cortantes actúan en una dirección en la parte superior y en la dirección opuesta en la parte inferior, provocando deformación por corte .
Se puede desarrollar una grieta o desgarro en un cuerpo debido a fuerzas cortantes paralelas que actúan en direcciones opuestas en diferentes puntos del cuerpo. Si las fuerzas estuvieran alineadas entre sí, alargarían o acortarían el cuerpo, dependiendo de su dirección, en lugar de desgarrarlo o agrietarlo.

En mecánica de sólidos , las fuerzas cortantes son fuerzas no alineadas que actúan sobre una parte de un cuerpo en una dirección específica y sobre otra parte del cuerpo en la dirección opuesta. Cuando las fuerzas son colineales (alineadas entre sí), se denominan fuerzas de tensión o fuerzas de compresión . La fuerza cortante también se puede definir en términos de planos : "Si un plano pasa a través de un cuerpo, una fuerza que actúa a lo largo de este plano se llama fuerza cortante o fuerza cortante ". [1]

Fuerza requerida para cortar acero

Esta sección calcula la fuerza requerida para cortar una pieza de material con una acción cortante. La información relevante es el área del material que se está cortando, es decir, el área a través de la cual tiene lugar la acción de corte, y la resistencia al corte del material. Como ejemplo se utiliza una barra redonda de acero. La resistencia al corte se calcula a partir de la resistencia a la tracción utilizando un factor que relaciona las dos resistencias. En este caso 0,6 se aplica al acero de ejemplo, conocido como EN8 brillante, aunque puede variar de 0,58 a 0,62 según la aplicación.

EN8 brillante tiene una resistencia a la tracción de 800  MPa y el acero dulce, en comparación, tiene una resistencia a la tracción de 400  MPa.

Calcular la fuerza para cortar una barra de acero brillante EN8 de 25 mm de diámetro;

área de la barra en mm 2 = (12,5 2 )(π) ≈ 490,8  mm 2
0,8  kN/mm 2 × 490,8  mm 2 = 392,64  kN ≈ 40  toneladas-fuerza
40  toneladas-fuerza × 0,6 (para cambiar la fuerza de tracción a cortante) = 24  toneladas-fuerza

Cuando se trabaja con una unión atornillada remachada o tensada , la fuerza proviene de la fricción entre los materiales atornillados entre sí. Los pernos están correctamente apretados para mantener la fricción. La fuerza cortante sólo resulta relevante cuando los tornillos no están apretados.

Un perno con clase de propiedad 12.9 tiene una resistencia a la tracción de 1200  MPa (1  MPa = 1  N/mm 2 ) o 1,2  kN/mm 2 y el límite elástico es 0,90 veces la resistencia a la tracción, 1080  MPa en este caso.

Un perno con clase de propiedad 4.6 tiene una resistencia a la tracción de 400  MPa (1  MPa = 1  N/mm 2 ) o 0,4 kN/mm 2 y el límite elástico es 0,60 veces la resistencia a la tracción, 240  MPa en este caso.

Ver también

Referencias

  1. ^ William A. Nash (1 de julio de 1998). Esquema de la teoría y los problemas de resistencia de los materiales de Schaum. Profesional de McGraw-Hill. pag. 82.ISBN _ 978-0-07-046617-3. Consultado el 20 de mayo de 2012 .