{"id":94180,"date":"2024-10-23T12:29:44","date_gmt":"2024-10-23T10:29:44","guid":{"rendered":"https:\/\/sdcverifier.com\/sin-categoria\/calculos-de-la-resistencia-de-los-pernos-comprender-los-fundamentos\/"},"modified":"2026-06-02T14:30:39","modified_gmt":"2026-06-02T12:30:39","slug":"calculos-de-la-resistencia-de-los-pernos-comprender-los-fundamentos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/sdcverifier.com\/es\/structural-engineering-101\/calculos-de-la-resistencia-de-los-pernos-comprender-los-fundamentos\/","title":{"rendered":"C\u00e1lculos de la resistencia de los pernos: Comprender los fundamentos"},"content":{"rendered":"<p>Los pernos desempe\u00f1an un papel fundamental en las conexiones de carga de innumerables conjuntos mec\u00e1nicos y estructurales, desde m\u00e1quinas sencillas hasta edificios alt\u00edsimos. Pero detr\u00e1s de cada conexi\u00f3n atornillada fiable hay una cuidadosa consideraci\u00f3n de las fuerzas a las que se enfrentar\u00e1n. Tanto si un tornillo mantiene unidos los componentes de un motor como si soporta las vigas de un puente, es fundamental comprender la mec\u00e1nica que subyace a los c\u00e1lculos de resistencia de los tornillos.<\/p>\n<p>Este art\u00edculo explora los fundamentos de la resistencia de los pernos, centr\u00e1ndose espec\u00edficamente en la resistencia a la tracci\u00f3n, la resistencia al cizallamiento y la carga de prueba, conceptos que gu\u00edan a los ingenieros en el dise\u00f1o de conexiones que funcionen de forma fiable, incluso en condiciones exigentes.<\/p>\n<p>Lea nuestros posts anteriores sobre tornillos:<\/p>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/sdcverifier.com\/es\/structural-engineering-101\/normas-para-tornillos-una-guia-completa\/\">Normas para tornillos: Una gu\u00eda completa<\/a><\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/sdcverifier.com\/es\/structural-engineering-101\/comprender-las-especificaciones-de-los-pernos-guia-para-principiantes\/\">Comprender las especificaciones de los pernos: Gu\u00eda para principiantes<\/a><\/li>\n<\/ul>\n<div class=\"split\"><\/div>\n<h2>\u00bfQu\u00e9 es la resistencia de los pernos?<\/h2>\n<p>La resistencia de los pernos se refiere a la capacidad de un perno para soportar fuerzas sin romperse ni deformarse. Existen diferentes tipos de condiciones de carga que pueden experimentar los pernos, como la tensi\u00f3n (fuerza de tracci\u00f3n) y el cizallamiento (fuerza de deslizamiento). Para garantizar el cumplimiento de las normas industriales relativas a la resistencia de los pernos, a menudo se realizan comprobaciones de los pernos utilizando <a href=\"https:\/\/sdcverifier.com\/es\/event\/analisis-de-marcos-segun-el-eurocodigo-3-verificacion-de-miembros-de-viga-resistencia-de-soldaduras-y-uniones-atornilladas\/\">el Euroc\u00f3digo 3 (EN1993)<\/a> para las estructuras de acero europeas y el AISC 360-10 en EE.UU.<\/p>\n<p>Estas normas proporcionan criterios espec\u00edficos para evaluar la resistencia de los pernos, por lo que es crucial seguirlos a la hora de dise\u00f1ar <a href=\"https:\/\/sdcverifier.com\/es\/articles\/analisis-de-uniones-atornilladas-segun-diferentes-codigos-del-acero\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">uniones at<\/a> ornilladas que puedan soportar cargas operativas de forma segura. Comprender los par\u00e1metros de resistencia en estas condiciones es crucial para dise\u00f1ar uniones atornilladas que puedan soportar cargas operativas con seguridad.<\/p>\n<div class=\"split\"><\/div>\n<h2>Resistencia a la tracci\u00f3n<\/h2>\n<p>La <strong>resistencia a la tracci\u00f3n<\/strong> se refiere a la cantidad m\u00e1xima de fuerza de tracci\u00f3n (arrastre) que puede soportar un perno antes de fracturarse. Es uno de los aspectos m\u00e1s fundamentales de la resistencia de un tornillo y est\u00e1 directamente relacionada con las propiedades del material y el di\u00e1metro del tornillo, y debe corresponderse con <a href=\"https:\/\/sdcverifier.com\/es\/articles\/analisis-de-uniones-atornilladas-segun-diferentes-codigos-del-acero\/\">normas<\/a> como la AISC 360-10. La resistencia a la tracci\u00f3n suele expresarse en megapascales (MPa) o libras por pulgada cuadrada (PSI).<\/p>\n<p>Para calcular la <a href=\"https:\/\/sdcverifier.com\/es\/articles\/tension-de-fatiga-admisible\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">resistencia a la tracci\u00f3n<\/a> de un tornillo, se utiliza la siguiente ecuaci\u00f3n:<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><em><span class=\"base\"><span class=\"mord mathnormal\">P <\/span><span class=\"mrel\">= <\/span><\/span><span class=\"base\"><span class=\"mord mathnormal\">St <\/span><span class=\"mbin\">\u00d7 <\/span><\/span><span class=\"base\"><span class=\"mord mathnormal\">A<\/span><span class=\"mord mathnormal\">s<\/span><\/span><\/em><\/p>\n<p>D\u00f3nde:<\/p>\n<ul>\n<li>P= Carga de tracci\u00f3n- una medida directa de la carga de la abrazadera (lbs., N).<\/li>\n<li>St= resistencia a la tracci\u00f3n del material &#8211; una medida gen\u00e9rica de la resistencia del material (psi, MPa).<\/li>\n<li>As= \u00c1rea de tensi\u00f3n de tracci\u00f3n para el sujetador o \u00e1rea del material (pulg2, mm2).<\/li>\n<\/ul>\n<blockquote><p><strong>Nota:<\/strong> El \u00e1rea de tensi\u00f3n de tracci\u00f3n tiene en cuenta el efecto del roscado y es diferente del \u00e1rea nominal de la secci\u00f3n transversal. Puede calcularse utilizando f\u00f3rmulas de normas como el Machinery&#8217;s Handbook.<\/p><\/blockquote>\n<div class=\"split\"><\/div>\n<h2>Resistencia al cizallamiento<\/h2>\n<p><a href=\"https:\/\/www.fastenal.com\/content\/feds\/pdf\/Article%20-%20Bolted%20Joint%20Design.pdf\"><strong>Resistencia al cizallamiento<\/strong><\/a> Se refiere a la tensi\u00f3n m\u00e1xima que puede soportar un elemento de fijaci\u00f3n antes de fracturarse cuando se aplica en \u00e1ngulo recto con respecto a su eje.<\/p>\n<p>Este tipo de fuerza es habitual en las uniones atornilladas sometidas a cargas laterales (de lado). Un perno suele tener una <a href=\"https:\/\/sdcverifier.com\/es\/structural-engineering-101\/calculo-de-tensiones-en-pernos-una-guia-paso-a-paso\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">resistencia al cizallamiento<\/a> menor que su resistencia a la tracci\u00f3n, y este par\u00e1metro es crucial para aplicaciones en las que los pernos est\u00e1n sometidos a cargas de cizallamiento, como en marcos estructurales o juntas de maquinaria.<\/p>\n<p>La resistencia al cizallamiento puede calcularse mediante la siguiente ecuaci\u00f3n:<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-70734 size-full\" src=\"https:\/\/sdcverifier.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/Screenshot-2024-10-23-132527.png\" alt=\"La resistencia al cizallamiento puede calcularse mediante la siguiente ecuaci\u00f3n:\" width=\"167\" height=\"80\" \/><\/p>\n<p>D\u00f3nde:<\/p>\n<ul>\n<li><sub>Fs<\/sub> es la fuerza cortante<\/li>\n<li>A es el \u00e1rea de la secci\u00f3n transversal del perno<\/li>\n<li>n es el n\u00famero de tornillos<\/li>\n<\/ul>\n<blockquote><p><strong>Idea pr\u00e1ctica:<\/strong> En una configuraci\u00f3n de doble cizallamiento, los pernos suelen experimentar una mayor resistencia al cizallamiento. Al dise\u00f1ar uniones atornilladas, aseg\u00farese de que se eval\u00faan la trayectoria de la carga y la disposici\u00f3n de los pernos para determinar si es aplicable una configuraci\u00f3n de cizallamiento simple o doble.<\/p><\/blockquote>\n<div class=\"split\"><\/div>\n<h2>Carga de prueba<\/h2>\n<p>El <a href=\"https:\/\/www.fastenal.com\/content\/feds\/pdf\/Article%20-%20Bolted%20Joint%20Design.pdf\"><strong>carga de prueba<\/strong><\/a> es la fuerza m\u00e1xima que puede soportar un perno sin experimentar una deformaci\u00f3n permanente. Sirve como umbral de seguridad, garantizando que el perno no se estirar\u00e1 ni deformar\u00e1 en las condiciones de carga previstas. La carga de prueba suele especificarse como un porcentaje del l\u00edmite el\u00e1stico del perno, que suele oscilar entre el 85% y el 95%.<\/p>\n<p>La ecuaci\u00f3n para la carga de prueba es<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><em>Fp = At x Sp<\/em><\/p>\n<p>D\u00f3nde:<\/p>\n<ul>\n<li>Fp es la carga de prueba (la carga m\u00e1xima que puede soportar el perno sin deformaci\u00f3n permanente),<\/li>\n<li>At es el \u00e1rea de tensi\u00f3n de tracci\u00f3n del perno (es el \u00e1rea efectiva que resiste la carga, teniendo en cuenta el roscado),<\/li>\n<li>Sp es la resistencia o tensi\u00f3n de prueba (la tensi\u00f3n m\u00e1xima que puede soportar el material sin deformaci\u00f3n pl\u00e1stica).<\/li>\n<\/ul>\n<blockquote><p><strong>Importante:<\/strong> Superar la carga de prueba puede provocar el alargamiento del perno, lo que es especialmente cr\u00edtico evitar en aplicaciones sensibles a la fatiga, en las que el perno est\u00e1 sometido a cargas c\u00edclicas.<\/p><\/blockquote>\n<div class=\"split\"><\/div>\n<h2>Grados de pernos relacionados con la resistencia<\/h2>\n<p>Adem\u00e1s, identificar las calidades de los tornillos es esencial para garantizar la aplicaci\u00f3n correcta en funci\u00f3n de su resistencia y dureza. He aqu\u00ed un breve resumen:<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td><strong> Grado<\/strong><\/td>\n<td><strong>Resistencia a la tracci\u00f3n<\/strong><\/td>\n<td><strong>L\u00edmite el\u00e1stico<\/strong><\/td>\n<td><strong>Carga de prueba<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>Grado 1<\/strong><\/td>\n<td>60.000 psi (415 MPa)<\/td>\n<td>36.000 psi (250 MPa)<\/td>\n<td>33.000 psi (230 MPa)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>Grado 2<\/strong><\/td>\n<td>74.000 psi (510 MPa)<\/td>\n<td>57.000 psi (395 MPa)<\/td>\n<td>55.000 psi (380 MPa)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>Grado 5<\/strong><\/td>\n<td>120.000 psi (830 MPa)<\/td>\n<td>92.000 psi (635 MPa)<\/td>\n<td>85.000 psi (590 MPa)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>Grado 8<\/strong><\/td>\n<td>150.000 psi (1.035 MPa)<\/td>\n<td>130.000 psi (895 MPa)<\/td>\n<td>120.000 psi (825 MPa)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>Grado 8.2<\/strong><\/td>\n<td>150.000 psi (1.035 MPa)<\/td>\n<td>120.000 psi (825 MPa)<\/td>\n<td>120.000 psi (825 MPa)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>Grado 9<\/strong><\/td>\n<td>180.000 psi (1.240 MPa)<\/td>\n<td>140.000 psi (965 MPa)<\/td>\n<td>140.000 psi (965 MPa)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>Clase 8.8<\/strong><\/td>\n<td>830 MPa (120.000 psi)<\/td>\n<td>640 MPa (93.000 psi)<\/td>\n<td>600 MPa (87.000 psi)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>Clase 10.9<\/strong><\/td>\n<td>1.040 MPa (151.000 psi)<\/td>\n<td>940 MPa (136.000 psi)<\/td>\n<td>830 MPa (120.000 psi)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>Clase 12.9<\/strong><\/td>\n<td>1.220 MPa (176.000 psi)<\/td>\n<td>1.220 MPa (176.000 psi)<\/td>\n<td>970 MPa (140.000 psi)<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>Cada grado refleja la capacidad del tornillo para soportar tensiones en diferentes condiciones. Seleccionar el grado adecuado garantiza la seguridad y la fiabilidad en las aplicaciones de ingenier\u00eda.<\/p>\n<div class=\"split\"><\/div>\n<h2>Consideraciones pr\u00e1cticas para los ingenieros<\/h2>\n<p>Al realizar <a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=VHd_eSXwbIc\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">los c\u00e1lculos de resistencia de los pernos<\/a>, debe tener en cuenta no s\u00f3lo los par\u00e1metros de resistencia individuales, sino tambi\u00e9n las condiciones espec\u00edficas en las que se utilizar\u00e1 el perno. He aqu\u00ed algunas consideraciones clave, mencionadas en el art\u00edculo anterior:<\/p>\n<ol>\n<li><strong>Selecci\u00f3n del material:<\/strong> Las propiedades del material del tornillo afectan significativamente a las cargas de tracci\u00f3n, cizallamiento y prueba. Los materiales de alta resistencia, como los aceros aleados, ofrecen mayores capacidades de carga que los aceros al carbono est\u00e1ndar, lo que los hace m\u00e1s adecuados para entornos de alta tensi\u00f3n.<\/li>\n<li><strong>Grado del perno:<\/strong> Los grados m\u00e1s altos (por ejemplo, 10.9, 12.9) corresponden a pernos con mayor resistencia a la tracci\u00f3n y al l\u00edmite el\u00e1stico, utilizados en aplicaciones que exigen una elevada relaci\u00f3n resistencia-peso.<\/li>\n<li><strong>Tipo de rosca:<\/strong> Los pernos de rosca fina suelen ofrecer una mayor resistencia a la tracci\u00f3n que los de rosca gruesa debido a su mayor \u00e1rea de tensi\u00f3n efectiva. Comprender el paso y el di\u00e1metro de la rosca es esencial a la hora de determinar la resistencia de los pernos.<\/li>\n<li><strong>Precarga:<\/strong> Precargar un perno garantiza que permanezca en tensi\u00f3n, reduciendo el riesgo de fallo por fatiga en condiciones de carga din\u00e1mica. Una precarga adecuada tambi\u00e9n puede evitar que se afloje durante el funcionamiento. Herramientas como la <a href=\"https:\/\/sdcverifier.com\/es\/software\/sdc-apps\/aplicacion-bolt-check\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><strong>aplicaci\u00f3n de verificaci\u00f3n de pernos SDC Verifier<\/strong><\/a> ayudan a automatizar la verificaci\u00f3n de pernos en software como Ansys, Femap y Simcenter 3D, garantizando una precarga \u00f3ptima.<\/li>\n<li><strong>Apriete por torsi\u00f3n:<\/strong> Un apriete adecuado del par de apriete es fundamental para conseguir la precarga deseada en las uniones atornilladas. Un apriete insuficiente puede provocar una precarga insuficiente, aumentando el riesgo de fatiga, mientras que un apriete excesivo puede provocar el fallo del perno debido a la elasticidad. Consulte las tablas de par de apriete como orientaci\u00f3n.<\/li>\n<li><strong>Condiciones ambientales:<\/strong> La corrosi\u00f3n, las temperaturas extremas y las vibraciones pueden afectar al rendimiento de los pernos con el paso del tiempo. Seleccionar materiales con revestimientos resistentes a la corrosi\u00f3n o aleaciones tratadas t\u00e9rmicamente garantiza la fiabilidad a largo plazo en entornos dif\u00edciles.<\/li>\n<\/ol>\n<div class=\"split\"><\/div>\n<h2>Conclusi\u00f3n<\/h2>\n<p>En las aplicaciones de ingenier\u00eda, calcular con precisi\u00f3n la resistencia de los pernos es fundamental para garantizar la seguridad y fiabilidad de las uniones atornilladas. Al comprender par\u00e1metros clave como la resistencia a la tracci\u00f3n, la resistencia al cizallamiento y la carga de prueba, los ingenieros pueden tomar decisiones informadas a la hora de seleccionar y dise\u00f1ar pernos para aplicaciones espec\u00edficas. Cada uno de estos par\u00e1metros desempe\u00f1a un papel distinto en el comportamiento de un tornillo en diferentes condiciones de carga, y juntos garantizan que los tornillos funcionen de forma \u00f3ptima dentro de los l\u00edmites de dise\u00f1o previstos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Los pernos desempe\u00f1an un papel fundamental en las conexiones de carga de innumerables conjuntos mec\u00e1nicos y estructurales, desde m\u00e1quinas sencillas hasta edificios alt\u00edsimos. Pero detr\u00e1s de cada conexi\u00f3n atornillada fiable hay una cuidadosa consideraci\u00f3n de las fuerzas a las que se enfrentar\u00e1n. 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