Fuerza cortante

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 de compresión . La fuerza cortante también puede definirse en términos de planos : «Si un plano atraviesa un cuerpo, la fuerza que actúa a lo largo de este plano se denomina fuerza cortante o fuerza de cizallamiento ». ^{[ 1 ]}

Esta sección calcula la fuerza necesaria para cortar un material mediante cizallamiento. La información relevante es el área del material sometido a cizallamiento, es decir, el área sobre la que se produce la acción de cizallamiento, y la resistencia al cizallamiento del material. Se utiliza como ejemplo una barra redonda de acero. La resistencia al cizallamiento se calcula a partir de la resistencia a la tracción mediante un factor que relaciona ambas resistencias. En este caso, el valor de 0,6 se aplica al acero del ejemplo, conocido como EN8 brillante, aunque puede variar entre 0,58 y 0,62 según la aplicación.

El acero 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.

Para calcular la fuerza necesaria para cortar una  barra de acero brillante EN8 de 25 mm de diámetro;

^{Área de} la barra en mm² ⁼ (12,5² ⁾ (π) ≈ 490,8  mm²

0,8  kN/mm² ^× 490,8  mm² = 392,64 ^kN  ≈ 40  toneladas-fuerza

40  toneladas-fuerza × 0,6 (para cambiar la fuerza de tracción a cizallamiento) = 24  toneladas-fuerza

Al trabajar con uniones remachadas o atornilladas a tensión , la resistencia proviene de la fricción entre los materiales unidos. Los pernos se aprietan con el par de torsión adecuado para mantener dicha fricción. La fuerza cortante solo cobra relevancia cuando los pernos no se aprietan correctamente.

Un perno con clase de propiedad 12.9 tiene una resistencia a la tracción de 1200  MPa (1  MPa = 1  N/mm² ⁾ o 1,2  kN/mm² ^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/mm² ⁾ o 0,4  kN/mm² ^y el límite elástico es 0,60 veces la resistencia a la tracción, 240  MPa en este caso.

• ASTM F568M , propiedades mecánicas de diferentes grados de sujetadores de acero
• Método de voladizo
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