Безплатен инженерен инструмент
Калкулатор за якост на опън и срязване на болтове
Изчислете крайната якост на опън на метрични болтове по данните за клас на якост от ISO 898-1, плюс опростена оценка на носимоспособността на срязване. Изберете размер на болта и клас на якост.
Този калкулатор е разработен и проверен от инженерния екип на Vibromera, производител на преносимите уреди за балансиране Balanset.
Резултати
Крайно опънно натоварване
Максималната сила на опън, която болтът може да издържи преди счупване:
- Rm — максимална якост на опън (MPa), от класа на якост
- As — площ на опънно напрежение (mm²), от ISO 898-1 / ISO 261
Носимоспособност на срязване (опростена оценка)
ISO 898-1 определя свойствата на болтовете при опън и пробно натоварване — той не не определя якост на срязване. Показаната тук стойност е широко използвана опростена инженерна оценка, която приема якост на срязване приблизително 60% от якостта на опън (на база критерия на фон Мизес, τ ≈ 0.58 σ):
За двойно срязване, умножете по 2 (две равнини на срязване).
⚠️ Забележка относно срязването: Действителната носимоспособност на срязване зависи от това дали равнината на срязване преминава през резбата или през гладката част на стеблото, от приплъзването в съединението и натиска върху плочата, както и от уморното натоварване. Проектните норми определят собствени стойности — например Eurocode 3 (EN 1993-1-8) използва Fv = αv × fub × A with αv = 0.6 за класове 4.6, 5.6 и 8.8, но 0.5 за класове 4.8, 5.8, 6.8 и 10.9, заедно с частични коефициенти на безопасност. Винаги проверявайте съединенията, натоварени на срязване, спрямо приложимия строителен или машинен проектен стандарт, а не само спрямо тази опростена оценка.
Класове на свойствата съгласно ISO 898-1
| Клас | Rm (MPa) | Rp0.2 (МПа) | Типична употреба |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | Нискоякостни, общо предназначение |
| 5.8 | 520 | 420 | Структурни, без предварително зареждане |
| 8.8 | 800 | 640 | Автомобилна индустрия, машини (най-често срещани) |
| 10.9 | 1040 | 940 | Високоякостна конструкция |
| 12.9 | 1220 | 1100 | Максимална якост (легирана стомана) |
Практически пример
Дадено: Болт M10, клас на якост 8.8, единично срязване
As = 58,0 мм², Rm = 800 МПа
Ft = 800 × 58,0 = 46 400 N = 46,4 kN
Fs = 0,6 × 800 × 58,0 = 27 840 N = 27,8 kN
⚠️ Забележка: Това са гранични капацитети без коефициенти на безопасност. Приложете подходящи коефициенти на безопасност (обикновено 2–3 за статично натоварване, 4–6 за умора) за целите на проектирането.
Площта на опънното напрежение (As) е ефективната площ на напречното сечение, използвана за изчисляване на опънната товароносимост на резбова връзка. Тя е по-малка от номиналната площ на стеблото, защото отчита геометрията на дъното на резбата. Стойностите са таблично дадени в ISO 898-1.
Граничното опънно натоварване е Ft = Rm × As, където Rm е якостта на опън (от класа на якост), а As е площта на опънното напрежение. Например болт клас 8.8 има Rm = 800 MPa.
Първото число (8) представлява 1/100 от минималната якост на опън в MPa (800 MPa). Второто число (8) е 10× отношението на границата на провлачане към якостта на опън (0.8). Така границата на провлачане ≈ 800 × 0.8 = 640 MPa.
ISO 898-1 не определя якостта на срязване — обхваща само свойствата при опън и пробно натоварване. Често използвана опростена оценка приема якостта на срязване за 60% от якостта на опън: Fs = 0.6 × Rm × As, въз основа на критерия на фон Мизес. Нормативи за проектиране като Еврокод 3 (EN 1993-1-8) прилагат собствени коефициенти (0.6 или 0.5 в зависимост от класа на якост) плюс коефициенти на сигурност. При двойно срязване (две равнини) умножете по 2.
Пробното натоварване е максималната сила без остатъчна деформация (граница на еластичност). Якостта на опън е максималната сила преди разрушаване. Напрежението при пробно натоварване е приблизително 90% от границата на провлачане за повечето класове на якост.
Процедурите, описани на тази страница, са разработени и тествани на терен от екипа на Vibromera с помощта на Balanset-1A, преносим двуканален балансьор и анализатор на вибрации за балансиране на ротори на място.
Професионални инструменти и софтуер за балансиране на място. Използват се в над 50 държави.
