Каква е площта на опънно напрежение на болта?

Площта на опънно напрежение (As) е ефективната площ на напречното сечение, използвана за изчисляване на товароносимостта на опън на резбован крепежен елемент. Тя е по-малка от номиналната площ на тялото, защото отчита геометрията на основата на резбата. Дефинирана е в ISO 898-1 и зависи от диаметъра на стъпката и малкия диаметър на резбата.

Как се изчислява якостта на опън на болта?

Граничното опънно натоварване на болта се изчислява като Ft = Rm × As, където Rm е граничната якост на опън на материала на болта (определена от класа на якост), а As е площта на опънното напрежение. Например, болт от клас 8.8 има Rm = 800 MPa.

Какво означава клас на свойствата на болтовете 8.8?

Първото число (8) представлява 1/100 от минималната якост на опън в MPa (800 MPa). Второто число (8) представлява 10× съотношението на границата на провлачване към границата на опън (0,8). Следователно, границата на провлачване = 800 × 0,8 = 640 MPa.

Как се изчислява якостта на срязване на болта?

ISO 898-1 не задава якост на срязване — той покрива само свойства на опън и пробно натоварване. Обичайна опростена оценка приема якостта на срязване като 60% от якостта на опън: Fs = 0.6 × Rm × As, на база критерия за провлачване на von Mises. Проектни кодове като Eurocode 3 (EN 1993-1-8) прилагат свои коефициенти (0.6 или 0.5 според класа на свойствата) плюс частични коефициенти на безопасност. За единично срязване използвайте една площ на напрежение; за двойно срязване умножете по 2.

Каква е разликата между якостта на опън и якостта на доказателствено натоварване?

Доказателното натоварване е максималната сила, която болтът може да издържи без остатъчна деформация (граница на еластичност). Крайната якост на опън е максималната сила преди счупване. Доказателното напрежение (Sp) е приблизително 90% от границата на провлачване за повечето класове якости.

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.

ISO 898-1 М3 – М64 Клас 4.6 – 12.9

Размер на болта

Клас на имота

Срязващи равнини

Бързи предварително зададени настройки

Резултати

Крайно опънно натоварване (Ft)

—

Носимоспособност на срязване (Fs, опростена оценка)

—

Площ на опънно напрежение (As)

—

Натоварване на провлачването (Fy)

—

Крайна якост на опън (Rm)

—

Крайно опънно натоварване

Максималната сила на опън, която болтът може да издържи преди счупване:

R_m — максимална якост на опън (MPa), от класа на якост
A_s — 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 F_v = α_v × f_ub × A with α_v = 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

Пример — Болт M10 × 8.8

Дадено: Болт M10, клас на якост 8.8, единично срязване

A_s = 58,0 мм², R_m = 800 МПа

F_t = 800 × 58,0 = 46 400 N = 46,4 kN

F_s = 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.