Determine la dirección del flujo de corte en el perfil / sección del haz


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He estado buscando en la ubicación de los centros de flujo de corte para los perfiles para mi curso de mecánica de materiales.

Estoy tratando de averiguar cómo determinar la dirección del flujo de corte en una sección de haz dada con una fuerza de corte que se dirige hacia arriba o hacia abajo (alineada con el eje y). En mis conferencias se ha dicho que "el flujo de corte en la red de la sección de la viga siempre debe seguir la misma dirección que la fuerza de corte".

He encontrado algunos ejemplos donde parece que esta regla no funciona, sin embargo:

  1. https://www.youtube.com/watch?v=zs_dEtwgxSM

  2. Interpretación del flujo de corte / centro de corte del perfil L

En estos 2 ejemplos, la dirección del flujo de corte en la banda de la sección de viga se dibuja en dirección opuesta a la fuerza de corte. No sé por qué la regla mencionada anteriormente no se aplica a estos ejemplos. ¿Es correcta esta regla (la dirección del flujo de corte en la banda debe seguir la dirección de la fuerza de corte)?

¿Cómo puedo determinar la dirección del flujo de corte para estos 2 ejemplos / en general?

Respuestas:


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Si cizalla fluir en un elemento de sección transversal siempre estará en la misma dirección que la cizalla fuerza en ese mismo elemento de sección transversal porque el flujo de corte es esencialmente la distribución de la fuerza de corte.

La confusión puede surgir debido a la distinción entre la "fuerza de corte" en un elemento y la carga aplicada externamente que está produciendo dicho corte. La fuerza de corte neta en la sección transversal será en la dirección opuesta a la carga que produce el esfuerzo de corte aplicado. (Al menos, esa es la convención de signos que utilizo, y parece ser lo que está sucediendo en los dos ejemplos que proporcionó).

Un par de bocetos basados ​​en el ejemplo de video que proporcionaste:

shear flow

Tenga en cuenta que la fuerza de corte horizontal neta será cero y la fuerza de corte vertical neta será igual y opuesta a la fuerza aplicada. (Congruente con estática básica)


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Probablemente la confusión proviene de diferentes convenciones utilizadas para las fuerzas internas. Si hacemos un corte en cualquier sección de un miembro, se definen dos acciones internas, en direcciones opuestas, cada una aplicada a una de las dos caras del corte. Considere como ejemplo el siguiente problema de viga en voladizo, con dos cortes:

cantilever beam

La fuerza de corte y las tensiones de corte tienen direcciones alternativas, dependiendo de la cara cortada que se mire.

Entonces, uno puede considerar la siguiente convención, donde las tensiones de corte coinciden con la dirección de fuerza de corte interna :

enter image description here

O esta convención, donde las tensiones de corte tienen dirección opuesta a fuerza de corte externa :

opposite direction

El flujo de corte es solo un esfuerzo de corte multiplicado por el espesor de la sección y, por lo tanto, tanto el flujo de corte como los esfuerzos de corte (y la fuerza de corte interna) tienen la misma dirección en la misma cara.

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