Calcula el esfuerzo cortante medio a partir de la fuerza, el área resistente y una carga de corte simple o doble.
Fuerza cortante y área
Introduce la fuerza en newtons y el área de un plano de corte en milímetros cuadrados.
Acerca del esfuerzo cortante
El esfuerzo cortante mide la fuerza tangencial distribuida sobre un área resistente. Actúa en paralelo a una sección transversal, no perpendicularmente. En una unión o sección de material con carga uniforme, el esfuerzo cortante medio es tau = F / A, donde F es la fuerza cortante y A el área que la soporta. Esta calculadora usa newtons y milímetros cuadrados, por lo que el resultado se expresa en newtons por milímetro cuadrado, exactamente equivalentes a megapascales.
Muchos pasadores, pernos, remaches y uniones de horquilla trabajan a corte simple o doble. En corte simple, una sección del elemento de fijación resiste la carga. En corte doble, dos secciones comparables la comparten, por lo que el área resistente total es el doble del área de un plano. La calculadora divide la fuerza entre el área introducida y entre el número de planos seleccionado. Esta diferencia puede reducir a la mitad el esfuerzo medio con la misma fuerza y el mismo diámetro del elemento de fijación.
El esfuerzo medio es útil como primera comprobación de diseño, pero el esfuerzo real no es perfectamente uniforme. La transferencia de carga cerca de las superficies de contacto genera presión de apoyo y máximos locales. Orificios, entallas, roscas, holguras y cargas excéntricas introducen concentraciones o flexión. Además del valor medio mostrado, el diseño completo de una unión puede requerir comprobaciones de corte del elemento de fijación, aplastamiento de la placa, desgarro, tracción de la sección neta, flexión, fatiga y deformación.
El área debe corresponder al plano físico que corta la carga. Para un pasador circular a corte simple, el área nominal es pi por el diámetro al cuadrado dividido entre cuatro. En corte doble, introduce esa área circular de un solo plano y selecciona corte doble; no dupliques también el área manualmente. Para secciones rectangulares, multiplica el ancho por el espesor si ese rectángulo es el plano resistente.
La resistencia del material no es un dato de entrada porque la calculadora indica la solicitación, no la capacidad. Compara el resultado con un esfuerzo cortante admisible o una resistencia de diseño establecidos por la especificación del material y la normativa aplicables. Esa comparación debe incluir factores de seguridad y de carga, efectos de temperatura, margen por corrosión y requisitos de fatiga.
La herramienta sirve para trabajos académicos, dimensionamiento preliminar y comprobaciones rápidas de uniones ideales. No sustituye el análisis por elementos finitos ni el diseño normativo cuando la distribución de esfuerzos es compleja. Revisa bien las unidades: un área en metros cuadrados debe convertirse a milímetros cuadrados antes de usarla; un metro cuadrado equivale a un millón de milímetros cuadrados.
Ejemplos de esfuerzo cortante
Caso de carga
Esfuerzo medio
Interpretación
10,000 N sobre 500 mm², corte simple
20 MPa
Un plano soporta toda la fuerza.
10,000 N sobre 250 mm², corte doble
20 MPa
Dos planos de 250 mm² comparten la fuerza.
2,500 N sobre 125 mm², corte simple
20 MPa
El esfuerzo es la fuerza dividida entre el área.
Cómo calcular el esfuerzo cortante
Introduce la fuerza cortante total en newtons.
Introduce el área resistente de un plano de corte en milímetros cuadrados.
Elige corte simple o doble según la unión.
Selecciona Calcular esfuerzo cortante y compara el resultado con el valor admisible.
Preguntas frecuentes sobre esfuerzo cortante
¿Cuál es la fórmula básica del esfuerzo cortante?
El esfuerzo cortante medio es la fuerza dividida entre el área resistente. Para varios planos de corte iguales, divide entre el área conjunta de todos los planos.
¿Qué diferencia hay entre corte simple y doble?
El corte simple tiene un plano de falla y el doble tiene dos. Dos planos iguales comparten la carga y reducen el esfuerzo medio a la mitad.
¿Por qué N por mm² equivale a MPa?
Un pascal es un newton por metro cuadrado. Al convertir la escala de área, un newton por milímetro cuadrado equivale a un millón de pascales, es decir, un megapascal.
¿Cómo obtengo el área de corte de un pasador circular?
Usa el área circular: pi por el diámetro al cuadrado dividido entre cuatro. Introduce el área de una sola sección, incluso al seleccionar corte doble.
¿El esfuerzo cortante medio es el máximo?
No necesariamente: la geometría real y la transferencia de carga pueden generar máximos locales. El diseño detallado debe considerar concentraciones de esfuerzo, flexión, aplastamiento y normativa aplicable.