PROPIEDADES POR CORTANTE MANUFACTURA

El corte implica la aplicación de esfuerzos en dirección opuesta sobre cualquier lado de un elemento delgado para deflectarlo, como se muestra en la figura 3.11. El esfuerzo cortante se define como

donde t = esfuerzo, lb/pulg2 (MPa); E = fuerza aplicada, lb (N); y A = área sobre la cual se aplica la fuerza, pulg2 (mm2 ). La deformación de corte puede definirse como

donde γ = deformación por cortante, pulg/pulg (mm/mm); δ = deflección del elemento, pulg (mm); y b = distancia ortogonal sobre la cual ocurre la deflección, pulg (mm). 

El esfuerzo cortante y la deformación al corte se ensayan comúnmente en un ensayo de torsión en el cual un espécimen tubular de pared delgada se somete a un momento de torsión como se muestra en la figura 3.12. Conforme este momento aumenta el tubo se deflecta torciéndose, lo cual es una deformación por cortante para esta geometría.

La deformación por cortante puede determinarse en el ensayo por medio de la ecuación:

donde T = momento de torsión aplicado, lb-pulg (N-mm); R = radio del tubo medido hasta el eje neutral de la pared, pulg (mm) y t = espesor de la pared, pulg (mm). La deformación por cortante puede determinarse midiendo la cantidad de deflección angular del tubo, esto se convierte en una distancia deflectada, que al dividirla por la longitud de calibración L y al reducirla a una expresión simple se tiene:

donde G = módulo de corte o módulo de elasticidad en corte, lb/pulg2 (MPa). Para la mayoría de los materiales, el módulo de corte puede aproximarse mediante la expresión G = 0.4E. 

En la región plástica de la curva esfuerzo contra deformación, el material se endurece por deformación y provoca un aumento del momento de torsión hasta que finalmente ocurre la fractura.

La relación en esta región es similar a la de la curva de fluencia. El esfuerzo cortante en la fractura puede calcularse y se usa como resistencia al corte S del material. La resistencia al corte puede estimarse con los datos de la resistencia a la tensión mediante la aproximación S = 0.7(TS). 

El área de la sección transversal del espécimen en el ensayo de torsión no cambia como lo hace en los ensayos de tensión y compresión, la curva de esfuerzo contra deformación ingenieril derivada del ensayo de torsión es virtualmente la misma que la curva de esfuerzo contra deformación real. 

Los procesos de corte son comunes en la industria. La acción cortante se usa para cortar láminas metálicas en el punzonado, perforado y otras operaciones. El material se remueve en maquinado por el mecanismo de deformación de corte.