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Ingeniería

Calculadora de Tensiones Principales y Círculo de Mohr (Estado Plano)

Tensiones principales, cortante máximo, tensión equivalente de von Mises y de Tresca, y la tensión en un plano girado, a partir de σx, σy y τxy.

Resultados

Tensión principal máxima σ1 94,03 MPa
Tensión principal mínima σ2 -34,03 MPa
Tensión cortante máxima en el plano (radio del círculo de Mohr) 64,03 MPa
Dirección de σ1 desde el eje x 19,33 °
Tensión equivalente de von Mises (estado plano) 114,89 MPa
Tensión equivalente de Tresca 128,06 MPa
Tensión normal en ese plano 89,64 MPa
Tensión cortante en ese plano -23,30 MPa
Cómo varía
Tensión normal en ese planoÁngulo del plano a analizar, desde el eje x 0 – 180. Tensión normal en ese plano: 80 → 80; Tensión cortante en ese plano: 40 → 40Tensión normal en ese planoTensión cortante en ese plano-100-50050100050100150Ángulo del plano a analizar, desde el eje x (°)

La línea discontinua marca el valor que ha escrito.

Qué hace esta herramienta

En cualquier punto de una pieza cargada hay dos direcciones perpendiculares donde el cortante se anula; las tensiones normales en ellas, σ1 y σ2, son las tensiones principales. El círculo de Mohr tiene su centro en (σx+σy)/2 y un radio igual al mayor cortante en el plano, y la tensión en un plano girado θ se lee en el círculo a 2θ, como muestra el gráfico. En metales dúctiles se suele comparar el valor de von Mises con el límite elástico (el de Tresca es algo más prudente). Se supone estado plano de tensión (sin tensión en el espesor), la tracción es positiva y los ángulos son antihorarios.

Fórmula

σ1,2 = (σx+σy)/2 ± √[((σx−σy)/2)² + τxy²] · tan 2θp = 2τxy ÷ (σx−σy) · σvM = √(σx² − σxσy + σy² + 3τxy²)

Variables

SímboloSignificadoUnidad
sxTensión normal σx (tracción positiva)MPa
syTensión normal σy (tracción positiva)MPa
txTensión cortante τxyMPa
thÁngulo del plano a analizar, desde el eje x°
S1Tensión principal máxima σ1MPa
S2Tensión principal mínima σ2MPa
TMTensión cortante máxima en el plano (radio del círculo de Mohr)MPa
APDirección de σ1 desde el eje x°
VMTensión equivalente de von Mises (estado plano)MPa
TRTensión equivalente de TrescaMPa
SNTensión normal en ese planoMPa
TNTensión cortante en ese planoMPa

Ejemplo resuelto

  • Tensión normal σx (tracción positiva)80 MPa
  • Tensión normal σy (tracción positiva)-20 MPa
  • Tensión cortante τxy40 MPa
  • Ángulo del plano a analizar, desde el eje x30 °
  • Tensión principal máxima σ194,03 MPa
  • Tensión principal mínima σ2-34,03 MPa
  • Tensión cortante máxima en el plano (radio del círculo de Mohr)64,03 MPa
  • Dirección de σ1 desde el eje x19,33 °
  • Tensión equivalente de von Mises (estado plano)114,89 MPa
  • Tensión equivalente de Tresca128,06 MPa
  • Tensión normal en ese plano89,64 MPa
  • Tensión cortante en ese plano-23,30 MPa

Limitaciones

  • El resultado es una estimación basada solo en los valores introducidos. Las situaciones reales suelen incluir factores que esta calculadora desconoce.
  • Mezclar unidades es la causa de error más común. Convierta todos los valores a las unidades indicadas junto a cada campo antes de calcular.