Qué es Resistencia a la cizalladura

¿Qué significa la resistencia al corte?

La resistencia al corte de un material se define como su capacidad para resistir las fuerzas que hacen que la estructura interna del material se deslice contra sí misma. La resistencia al corte de un material se puede medir en dirección vertical u horizontal. Por ejemplo, si la fuerza hace que las capas del objeto se deslicen en dirección horizontal, el material exhibirá resistencia al corte horizontal. Por el contrario, si la fuerza hace que las capas del material se deslicen en dirección vertical, el material exhibirá resistencia al corte vertical.

Para comprender mejor la resistencia al corte, considere levantar una pila horizontal de libros presionándolos en ambos extremos (cada mano actuando como soporte). La fuerza de compresión inducida al apretar la pila de libros genera una fuerza de fricción entre los libros. Esta fricción es una fuerza vertical que evita que los libros se deslicen entre sí y se deshagan.

Este mismo principio se aplica a los objetos sólidos. Suponga que la fuerza vertical (u horizontal) es mayor que la resistencia al corte del material. En ese caso, el objeto puede experimentar una falla por corte, donde el objeto se separa en dos o más partes deslizantes. Por ejemplo, una fuerza aplicada a la viga I de un edificio puede provocar una falla por corte que separa la viga I en dos partes a medida que se deslizan una contra la otra debido a una carga vertical.

La resistencia al corte de un objeto puede verse fuertemente influenciada por la corrosión. La corrosión es un proceso de deterioro que disminuye el espesor de los componentes metálicos. El adelgazamiento debido a la corrosión puede reducir el área de la sección transversal de un componente y, por lo tanto, reducir su resistencia al corte.

Si la sección corroída se somete a cargas que exceden su capacidad de corte reducida, puede ocurrir una falla por corte, lo que puede conducir a una falla estructural general catastrófica.

industriapedia explica la resistencia al corte

En ingeniería estructural y mecánica, la resistencia a cortante de los materiales juega un papel esencial en el diseño seguro de componentes, como vigas, columnas, pernos, etc. Por ejemplo, en vigas de hormigón armado, el refuerzo en forma de estribos se utiliza para aumentar la resistencia al corte del miembro.

La resistencia al corte de un material depende en gran medida de su área de sección transversal. Cuanto más ancha y gruesa es una sección, mayor es la resistencia al corte del componente.

Por ejemplo, en ingeniería estructural, la resistencia al corte del alma de una viga de acero se da como:

0,6 F_y x un_w

Dónde:

F_y = límite elástico del acero

A_w = El área de la sección transversal del material

Como se ve en la ecuación anterior, un área más alta da una mayor resistencia al corte.

Otros usos de la resistencia al corte

Además de ser útil para predecir los mecanismos de falla de estructuras y componentes, la resistencia al corte también se puede usar de las siguientes maneras:

Analizando el comportamiento del suelo

A pesar de ser un material relativamente "blando", el suelo posee resistencia al corte. La resistencia al corte del suelo depende de las fuerzas de fricción (y otras intergranulares) entre las partículas. La resistencia al corte del suelo juega un papel esencial en la determinación de la estabilidad de taludes y en el diseño de muros de contención.

Predicción del rendimiento del adhesivo

Los adhesivos son conocidos por su alta resistencia al corte. Por ejemplo, si la pila de libros (mencionada anteriormente) está pegada, probablemente pueda actuar como una viga. Los ingenieros evalúan con frecuencia las resistencias al corte de los adhesivos epoxi para determinar su eficacia en aplicaciones industriales.