Cómo calcular el esfuerzo cortante máximo

Cómo calcular el esfuerzo cortante máximo

Tensión de esquileo es la distribución del esfuerzo cortante sobre una superficie. Cualquier fuerza que actúa sobre un plano en una dirección paralela es una fuerza de cizalla. Si sostener un lápiz en dos puños fuertemente apretados y tratarles deslizan entre sí, se aplica fuerza de esquileo a lo largo de la sección transversal de la herramienta. Cuando un objeto falla bajo tensión de esquileo, las piezas se deslizan entre sí, en lugar de tirar aparte o triturado juntos. Bajo una fuerza con dirección uniforme, esfuerzo cortante será mayor en el punto medio de la sección transversal y más débiles en sus bordes.

Instrucciones

• Calcular la fuerza cortante actuando sobre la sección transversal. Para ello, el objeto de dibujo y esquemáticamente la corte a lo largo de la sección que desea analizar. Si el objeto es estático, la suma de fuerzas que actúan en cualquier dirección será cero. Si hay dos fuerzas hacia abajo de 50 libras que actúan sobre una viga a la izquierda de un punto determinado, debe ser una sola fuerza hacia arriba de 100 libras en el rayo a esa sección de la Cruz, porque 100-50 - 50 = 0.

• Identificar el eje neutro de la sección--el punto donde se producirá la máxima tensión de esquileo. Para las formas simétricas como un rectángulo o un círculo, el eje neutro simplemente atraviesa el punto medio entre la parte superior e inferior de la sección transversal. Para formas más complejas, utilice la fórmula ayc = A1y1 + A2y2 + A3y3..., donde A1, A2 y A3 son las áreas de las formas que componen la sección transversal y y1, y2 y y3 son las distancias a los centroides de las subformas. La variable a representa el total de área y yc representa la distancia al eje neutro. Resolver esta fórmula para yc.

• Calcular el momento de la zona. Esto equivale a la zona a ambos lados de la fibra neutra multiplicada por la distancia de su centroide. El momento del área es para efectos del cálculo y no representa una propiedad concreta.

• Determinar el momento de inercia respecto al eje neutro de la sección transversal. El momento de inercia es un cálculo basado en la geometría que se utiliza generalmente para encontrar la resistencia de una viga a flexión. Puede encontrar el momento de inercia de secciones transversales de más de una tabla de valores previamente calculados.

• Aplicar la siguiente fórmula: tijeras de estrés = QV / Ib, donde Q es momento de área, V es la fuerza de esquileo, es el momento de inercia y b es el espesor del objeto en el punto de examen.

Consejos y advertencias

  • La fórmula tensión = Q * V / I * b es sólo para la fuerza cortante aplicada en una dirección uniforme. Los ejes sometidos a torsión tensión de esquileo de la experiencia, pero se envuelve alrededor del eje en círculos y es mayor en su borde externo. Para los ejes sometidos a torsión, usar la fórmula tensión = T * r y Ip, donde T es la torsión, r es la distancia del punto analizado desde centro del eje, Ip es el momento polar de inercia.

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