Calculadora de módulo de cortadura

El módulo de cortadura es la rigidez elástica de un sólido frente a una fuerza que desliza una capa del material sobre la siguiente. En el rango hookeano lineal se define como G igual al esfuerzo cortante tau dividido por la deformación cortante de ingeniería gamma, y la unidad SI de ese cociente es el pascal. Esta calculadora de módulo de cortadura toma esas dos magnitudes medidas, devuelve G en pascales más un auxiliar en gigapascales para las tablas de manual, y rechaza una deformación cortante nula porque el cociente quedaría indefinido. No resuelve un esfuerzo o una deformación faltantes, no convierte unidades ni consulta una base de materiales.

Qué significa el módulo de cortadura: G = τ / γ

El módulo de cortadura G, también llamado módulo de rigidez o módulo de Coulomb, es la pendiente de la porción lineal de la curva de esfuerzo cortante frente a deformación cortante de un material. En la forma de ingeniería usada en resistencia de materiales, G iguala tau dividido por gamma, donde tau es el esfuerzo cortante medio sobre una cara y gamma es la deformación cortante de ingeniería.

El esfuerzo cortante tiene las mismas dimensiones que el esfuerzo normal: fuerza paralela a la superficie dividida por el área de esa superficie, de modo que cuando la fuerza está en newtons y el área en metros cuadrados, tau queda en pascales. La deformación cortante es adimensional: para un elemento rectangular es la tangente del cambio de un ángulo recto, que en ángulos pequeños se aproxima al propio ángulo en radianes.

Los aceros estructurales típicos se sitúan cerca de ochenta gigapascales, las aleaciones de aluminio entre veinticinco y veintisiete, y los elastómeros órdenes de magnitud por debajo. La identidad elástica lineal isótropa G igual a E dividido por dos veces uno más el coeficiente de Poisson relaciona este número con el módulo de Young, pero esta calculadora no toma E ni el coeficiente de Poisson como entradas y no invierte esa identidad.

Quien ya midió tau y gamma en un ensayo de torsión, una probeta de cortadura o un ejercicio simple de bloque y ángulo envía aquí esas dos magnitudes. Una deformación nula no es una definición física de G a partir de una sola lectura de esfuerzo; casi siempre es un ángulo ausente, un error de unidades que colapsó gamma a cero, o una prueba de manejo de errores. Un solver que devolviera Infinity ocultaría ese fallo.

Consejos prácticos, unidades y búsquedas relacionadas

Mantenga el esfuerzo cortante y la deformación cortante dentro del rango absoluto publicado para que el cociente no desborde a un módulo no finito que el solver deba rechazar. Use una interpretación SI coherente: pascales para tau dan pascales para G; si su hoja de laboratorio lista megapascales o libras por pulgada cuadrada, convierta primero —esta herramienta no convierte unidades.

La deformación cortante de ingeniería no es un porcentaje: un cortante de medio por ciento es 0.005, no 0.5, y mezclar esas escalas es la fuente más común de un módulo que parece cien veces demasiado pequeño. Esta página apunta a quienes buscan calculadora de módulo de cortadura, calculadora de módulo de rigidez, o G igual a tau sobre gamma en línea.

No es el módulo de Young E igual a sigma sobre epsilon, ni el esfuerzo cortante medio tau igual a F sobre A, ni el cortante transversal de viga VQ sobre It, ni un solver de elementos finitos. Prefiera esta capacidad cuando ya tenga esfuerzo cortante y deformación cortante y solo necesite G en pascales.