Fuerza de corte

Fuerzas coplanares que actúan sobre el mismo cuerpo en direcciones opuestas

En mecánica de sólidos , las fuerzas de corte 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 de corte 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 denomina fuerza de corte o fuerza de cizallamiento ". ^[1]

Fuerza necesaria para cortar el acero

En esta sección se calcula la fuerza necesaria para cortar una pieza de material mediante una acción de corte. La información relevante es el área del material que se está cortando, es decir, el área a través de la cual se produce la acción de corte, y la resistencia al corte del material. Se utiliza como ejemplo 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, se aplica 0,6 al acero de ejemplo, conocido como EN8 brillante, aunque puede variar de 0,58 a 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 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/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

Cuando se trabaja con una unión atornillada tensada o remachada , la resistencia proviene de la fricción entre los materiales atornillados. Los pernos se aprietan correctamente para mantener la fricción. La fuerza de corte solo se vuelve relevante cuando los pernos 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.

Véase también

ASTM F568M , propiedades mecánicas de diferentes grados de sujetadores de acero
Método del voladizo
Efecto resal
Leyes del movimiento de Newton § Tercera ley de Newton

Referencias

^ William A. Nash (1 de julio de 1998). Esquema de teoría y problemas de resistencia de materiales de Schaum. McGraw-Hill Professional. pág. 82. ISBN 978-0-07-046617-3. Recuperado el 20 de mayo de 2012 .

[Nash1998-1] William A. Nash (1 de julio de 1998). Esquema de teoría y problemas de resistencia de materiales de Schaum. McGraw-Hill Professional. pág. 82. ISBN 978-0-07-046617-3. Recuperado el 20 de mayo de 2012 .