Besplatan Inženjerski Alat
Kalkulator vlačne i smične čvrstoće vijka
Izračunajte krajnje vlačno opterećenje metričkih vijaka na osnovu podataka o klasi čvrstoće prema ISO 898-1, kao i pojednostavljenu procjenu kapaciteta smicanja. Odaberite veličinu vijka i klasu čvrstoće.
Ovaj kalkulator razvio je i provjerio inženjerski tim Vibromera, proizvođač prenosivih instrumenata za balansiranje Balanset.
Rezultati
Maksimalno vlačno opterećenje
Maksimalna vlačna sila koju vijak može izdržati prije loma:
- Rm — čvrstoća na vlačenje (MPa), iz klase svojstava
- As — površina vlačnog naprezanja (mm²), prema ISO 898-1 / ISO 261
Kapacitet smicanja (pojednostavljena procjena)
ISO 898-1 definiše svojstva vlačne čvrstoće i granice tečenja vijaka — ne ne određuje čvrstoću na smicanje. Vrijednost prikazana ovdje je široko korišćena pojednostavljena inženjerska procjena koja uzima čvrstoću na smicanje kao približno 60% vlačne čvrstoće (na osnovu von Misesovog kriterijuma, τ ≈ 0,58 σ):
Za dvostruko smicanje, pomnožiti s 2 (dvije ravnine smicanja).
⚠️ Napomena o proračunu smicanja: Stvarni kapacitet smicanja zavisi od toga da li ravnina smicanja prolazi kroz navoje ili kroz neuvijeni dio tijela vijka, od klizanja spoja i naleganja ploče, te od zamornog opterećenja. Standardi za proračun definišu vlastite vrijednosti — npr. Eurokod 3 (EN 1993-1-8) koristi Fv = αv × fub × A sa αv = 0,6 za klase 4.6, 5.6 i 8.8, ali 0,5 za klase 4.8, 5.8, 6.8 i 10.9, zajedno sa parcijalnim koeficijentima sigurnosti. Uvijek provjerite spojeve opterećene smicanjem prema važećem konstrukcijskom ili mašinskom propisu, a ne samo prema ovoj pojednostavljenoj procjeni.
Klase svojstava prema ISO 898-1
| Klasa | Rm (MPa) | Rp0.2 (MPa) | Tipična upotreba |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | Niska čvrstoća, opća namjena |
| 5.8 | 520 | 420 | Konstruktivni, bez predopterećenja |
| 8.8 | 800 | 640 | Automobilski, masinstvo (najčešće korišteno) |
| 10.9 | 1040 | 940 | Visoka čvrstoća konstrukcijskih dijelova |
| 12.9 | 1220 | 1100 | Maksimalna čvrstoća (legiran čelik) |
Praktični primjer
Zadano: M10 vijak, klasa svojstava 8.8, jednostavno smicanje
As = 58,0 mm², Rm = 800 MPa
Ft = 800 × 58,0 = 46.400 N = 46,4 kN
Fs = 0,6 × 800 × 58,0 = 27.840 N = 27,8 kN
⚠️ Napomena: Ovo su maksimalni kapaciteti bez faktora sigurnosti. Primijenite odgovarajuće faktore sigurnosti (tipično 2–3 za statiku, 4–6 za umor materijala) u svrhe projektovanja.
Površina naprezanja pri zatezanju (As) je efektivna površina poprečnog presjeka koja se koristi za proračun vlačne nosivosti navojnog vezivnog elementa. Manja je od nominalne površine tijela vijka jer uzima u obzir geometriju korijena navoja. Vrijednosti su tabelirane u ISO 898-1.
Granično vlačno opterećenje je Ft = Rm × As, gdje je Rm vlačna čvrstoća (iz klase čvrstoće), a As površina naprezanja pri zatezanju. Na primjer, vijak klase 8.8 ima Rm = 800 MPa.
Prvi broj (8) predstavlja 1/100 minimalne vlačne čvrstoće u MPa (800 MPa). Drugi broj (8) je 10× omjer granice tečenja i vlačne čvrstoće (0,8). Dakle, granica tečenja ≈ 800 × 0,8 = 640 MPa.
ISO 898-1 ne propisuje čvrstoću na smicanje — obuhvata samo vlačna svojstva i svojstva ispitnog opterećenja. Uobičajena pojednostavljena procjena uzima čvrstoću na smicanje kao 60% vlačne čvrstoće: Fs = 0,6 × Rm × As, na osnovu von Misesovog kriterija tečenja. Projektne norme poput Eurokoda 3 (EN 1993-1-8) primjenjuju vlastite faktore (0,6 ili 0,5 ovisno o klasi čvrstoće) uz sigurnosne faktore. Za dvostruko smicanje (dvije ravni) pomnožite sa 2.
Ispitno opterećenje je najveća sila bez trajne deformacije (granica elastičnosti). Vlačna čvrstoća je najveća sila prije loma. Naprezanje pri ispitnom opterećenju iznosi otprilike 90% granice tečenja za većinu klasa čvrstoće.
Procedure opisane na ovoj stranici razvio je i terenski testirao tim Vibromera koristeći Balanset-1A, prenosivi dvokanalni balanser i analizator vibracija za balansiranje rotora na licu mjesta.
Profesionalni instrumenti i softver za balansiranje na terenu. Koristi se u 50+ zemalja.
