Calculadora de módulo cortante

El módulo cortante, habitualmente representado por G, mide la resistencia de un material a cambiar de forma bajo una carga tangencial. Relaciona el esfuerzo cortante con la deformación cortante en la región elástica lineal: G = tau / gamma. Un valor alto indica una rigidez al corte relativamente elevada; uno menor indica que el material se deforma con más facilidad al empujar lateralmente sus caras opuestas. Esta calculadora obtiene ambos componentes de la razón a partir de la geometría básica del ensayo. El esfuerzo cortante es la fuerza tangencial aplicada dividida entre el área transversal cargada, tau = F / A. La deformación cortante ingenieril es el desplazamiento lateral dividido entre la altura original de la probeta, gamma = desplazamiento / altura. Al dividir esfuerzo entre deformación se obtiene el módulo en pascales; el resultado se muestra en megapascales para facilitar su lectura. Todas las dimensiones se introducen en unidades SI, sin conversiones ocultas. El cálculo supone un campo de esfuerzos uniforme, pequeñas deformaciones y comportamiento elástico lineal. Estas hipótesis son útiles en mecánica básica, diseño preliminar e interpretación de la pendiente inicial de una curva de esfuerzo-deformación cortante. Cuando la deformación es grande o el material empieza a ceder, la relación puede dejar de ser lineal y un único módulo no describe toda la respuesta. En materiales isotrópicos, el módulo cortante se relaciona con el módulo de Young E y el coeficiente de Poisson nu mediante G = E / (2 × (1 + nu)). Los valores obtenidos en un ensayo de corte directo o torsión pueden compararse con esta relación para comprobar su coherencia. Los materiales compuestos, estratificados, celulares o dependientes de la dirección pueden tener varios módulos cortantes efectivos, por lo que importan la orientación de la probeta y el método de ensayo. La calidad de las mediciones influye mucho en el resultado. El área debe corresponder a la superficie que soporta la fuerza tangencial; la altura, a la separación sobre la que se produce el movimiento lateral; y el desplazamiento debe excluir, en lo posible, la flexibilidad de la máquina o el deslizamiento de las sujeciones. Como la deformación puede ser pequeña, incluso un error moderado de desplazamiento altera notablemente el módulo calculado. Usa mediciones calibradas y ensayos repetidos para caracterizar materiales. La calculadora ofrece una estimación de ingeniería idealizada, no una propiedad certificada. La temperatura, la velocidad de deformación, la humedad, el historial de fabricación y la frecuencia de carga pueden modificar la rigidez medida. Consulta las normas del material y los informes de ensayo cuando el valor determine un diseño crítico para la seguridad.