O que é uma carga de cisalhamento?

Uma carga de cisalhamento é uma força que causa tensão de cisalhamento quando aplicada a um elemento estrutural. A tensão de cisalhamento, que é uma força por unidade de área, ocorre no plano perpendicular ao estresse normal; É criado quando dois aviões do mesmo objeto estão tentando passar um pelo outro. Os engenheiros precisam calcular a carga de cisalhamento nas estruturas para garantir que não experimentem falhas mecânicas. A carga de cisalhamento muito alta pode fazer com que os materiais rendam ou se deformem permanentemente.

tensões normais ocorrem quando um material é colocado em tensão ou compressão. Nesse caso, ambas as forças aplicadas estão ao longo do mesmo eixo. Se as forças forem aplicadas ao longo de diferentes eixos, haverá tensões de cisalhamento além de tensões normais. Um elemento quadrado do material experimentará forças que tendem a distorcê -lo em um paralelogramo. A tensão média de cisalhamento em um material é igual à carga de cisalhamento dividida pela área da seção transversal em questão.

Enquanto o estresse de cisalhamento é força por unidade de área, carga de cisalhamento genEralmente se refere apenas à própria força. Portanto, as unidades apropriadas são a força das unidades, mais comumente Newtons ou Pounds-Force. Quando uma carga de cisalhamento é aplicada a um material restrito, uma força de reação é responsável por manter o material estacionário. Essa força de reação constitui a “segunda” força aplicada; Quando combinado com uma força de reação, uma única força pode dar origem a tensões de cisalhamento.

A carga de cisalhamento é importante no cálculo das tensões dentro de uma viga. A equação do feixe Euler-Bernoulli relaciona a carga de cisalhamento ao movimento de flexão por um feixe. Um momento de flexão é o torque de torção do que faz com que um feixe desvie. A carga máxima de cisalhamento permitida em um feixe está relacionada ao material e à geometria do feixe - as vigas do triturador feitas de materiais mais fortes podem suportar cargas de cisalhamento mais altas.

Quando forças causam tensões internas muito altas, um tapeteERIAL cederá. O rendimento altera permanentemente a forma relaxada e o tamanho de um material, como ocorre quando o material está livre de forças externas. Um clipe de papel pode ser facilmente levado ao ponto de rendimento à mão. Render não apenas distorce a geometria de um material, mas pode tornar os materiais mais suscetíveis à fratura. Gerenciar esse risco é de importância crucial para os engenheiros civis e mecânicos.

Decidir quais materiais são os mais fortes, ou têm os pontos de rendimento mais altos, é mais fácil de fazer através do experimento do que através da análise teórica. É de conhecimento comum, por exemplo, que o aço possa tolerar mais tensões internas do que o alumínio. A explicação de por que esse é o caso é objeto de várias teorias concorrentes. Algumas dessas teorias enfatizam o estresse de cisalhamento como fundamental para explicar quando os materiais renderão.