Calculadora de tensão de cisalhamento direto

Informe a força cortante total, a área transversal disponível em um plano e o número de planos idênticos que dividem a carga. O resultado aparece em pascals e megapascals e auxilia verificações preliminares de pinos, parafusos, rebites, seções puncionadas e ligações semelhantes. O cálculo aplica a relação elementar de tensão média e distingue claramente cisalhamento simples de duplo.

Entenda a seção resistente

O cisalhamento direto ocorre quando forças opostas tendem a deslizar uma parte sobre outra através de uma seção definida. Um pino ligando chapas, um parafuso em uma junta sobreposta ou um rebite transferindo carga pode ser avaliado inicialmente pela tensão média de cisalhamento direto. A relação básica divide a força cortante pela área total resistente. A calculadora representa a força por V, a área de um plano por A e a quantidade de planos iguais por n; portanto, utiliza tau = V / (A * n). Informe a área transversal realmente atravessada por um plano de corte, não a área de contato de esmagamento nem a área de tração da peça ligada. Para um pino circular de diâmetro d, a área bruta de um plano é pi vezes d ao quadrado dividido por quatro. Roscas, ranhuras, corrosão ou outras reduções podem exigir uma área efetiva menor conforme a norma adotada. A resposta é uma média e não reproduz picos próximos a furos, bordas, folgas ou mudanças geométricas. Use-a como verificação preliminar transparente, e não como aprovação completa da ligação.

Escolha corretamente cisalhamento simples ou duplo

O número de planos indica quantas seções distintas do mesmo elemento resistem à carga. Em uma junta sobreposta simples, uma interface atravessa o parafuso; assim, n é 1. Em uma ligação com garfo, a peça central fica entre duas abas e o pino é cortado em duas interfaces; nesse caso, n é 2. Se os planos tiverem a mesma área e dividirem a carga igualmente, dobrar n duplica a área resistente total e reduz pela metade a tensão média. Não informe metade da força e também dois planos, pois isso dividiria a carga duas vezes e produziria uma resposta não conservadora. Informe a força total atribuída ao fixador e depois a quantidade de planos idênticos. Embora o campo aceite mais de dois planos para arranjos empilhados, a igualdade continua sendo uma hipótese. A ferramenta não distribui carga entre vários fixadores nem modela flexibilidade das chapas ou folgas desiguais. Em grupos de parafusos ou rebites, determine primeiro a força no fixador crítico por uma análise apropriada e só então calcule sua seção de cisalhamento direto.

Interprete o resultado e verifique o projeto

As entradas usam unidades SI coerentes: força em newtons e área de um plano em metros quadrados. O quociente é expresso em pascals e também convertido para megapascals por divisão por um milhão. Converta quilonewtons para newtons e milímetros quadrados para metros quadrados antes de chamar a API; um milímetro quadrado equivale a um milionésimo de metro quadrado. Primeiro confira se a área resistente total exibida corresponde a A multiplicada por n. Depois compare a tensão média com a resistência admissível ou de projeto definida pela especificação do material, pelo método de segurança e pela norma vigente. A calculadora não escolhe resistência nem declara a ligação segura, pois grau do material, temperatura, fadiga, duração da carga, fabricação e jurisdição influenciam a decisão. Verifique ainda esmagamento, rasgamento de borda, tração da seção líquida, ruptura em bloco, flexão do pino, cargas combinadas, fadiga e deformação. Cada item bem-sucedido na API custa US$ 0,002 e é determinístico. Dados ausentes ou inválidos, área nula e quantidade não inteira de planos geram erro claro.