Las estructuras de carga y descarga aplican fuerza a los pernos y otros tipos de conectores. El esfuerzo cortante es una de las fuerzas que afectan los pernos. Cuando un perno conecta dos o más partes, cada una de las partes puede impartir fuerzas separadas sobre el perno, a menudo en diferentes direcciones. El resultado es el esfuerzo cortante en el plano a través del perno entre los dos componentes conectados. Si el esfuerzo cortante en el perno es demasiado alto, el perno puede romperse. Un ejemplo extremo de esfuerzo cortante es el uso de cortadores de pernos en un perno. Las dos cuchillas de los cortadores imparten fuerzas opuestas en un solo plano del perno, lo que da como resultado un perno de corte. Determinar el esfuerzo cortante en un perno es un cálculo sencillo utilizando solo unas pocas entradas.
Use una regla o calibradores digitales para medir el grosor de cada parte del conjunto atornillado. Rotule cada espesor t1, t2, t3, etc.
Calcule el esfuerzo cortante usando la fórmula F ÷ (dx (t1 + t2)) si el perno conecta dos placas donde cada placa está sometida a una fuerza (F) en direcciones opuestas. Este caso de carga se llama corte simple. Por ejemplo, si dos placas de 1 pulgada de espesor están conectadas por un perno con un diámetro (d) de 1 pulgada, y cada placa está sujeta a una fuerza de 100 lb, el esfuerzo cortante es de 100 lb ÷ (1 pulgada x (1 pulgada + 1 pulgada)), o 50 psi.
Calcule el esfuerzo cortante usando la fórmula F ÷ (2d x (t1 + t2 + t3)) si el perno conecta tres placas, donde la placa central experimenta una fuerza en una dirección y las otras dos placas experimentan una fuerza en la otra dirección. Este caso de carga se considera doble corte porque el corte ocurre en dos planos diferentes en el perno. Por ejemplo, si tres placas de 1 pulgada de espesor están conectadas por un tornillo con un diámetro (d) de 1 pulgada, y las placas están sujetas a una fuerza de 100 lb, el esfuerzo cortante es de 100 lb ÷ (21 pulgadas x (1 pulgada + 1 pulgada + 1 pulgada)), o 16.7 psi.
