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Calculadora de resistencia a tracción y corte de pernos
Calcule la carga de tracción última de pernos métricos a partir de los datos de clase de propiedad de ISO 898-1, más una estimación simplificada de la capacidad de corte. Seleccione el tamaño del perno y la clase de propiedad.
Esta calculadora fue desarrollada y verificada por el equipo de ingeniería de Vibromera, fabricante de los instrumentos portátiles de balanceo Balanset.
Resultados
Carga última a tracción
La fuerza máxima de tracción que un perno puede soportar antes de la fractura:
- Rm — resistencia última a tracción (MPa), según la clase de propiedad
- As — área de tensión a tracción (mm²), según ISO 898-1 / ISO 261
Capacidad de corte (estimación simplificada)
ISO 898-1 define las propiedades de tracción y carga de prueba de los pernos; no no especifica la resistencia al corte. El valor mostrado aquí es una estimación de ingeniería simplificada ampliamente utilizada que toma la resistencia al corte como aproximadamente el 60 % de la resistencia a la tracción (basada en el criterio de von Mises, τ ≈ 0.58 σ):
Para corte doble, multiplique por 2 (dos planos de corte).
⚠️ Nota de diseño por corte: La capacidad de corte real depende de si el plano de corte pasa por las roscas o por el vástago sin roscar, del deslizamiento de la unión y del apoyo de la placa, y de la carga por fatiga. Los códigos de diseño definen sus propios valores; por ejemplo, Eurocódigo 3 (EN 1993-1-8) utiliza Fv = αv × fub × A con αv = 0.6 para las clases 4.6, 5.6 y 8.8, pero 0.5 para las clases 4.8, 5.8, 6.8 y 10.9, junto con factores parciales de seguridad. Verifique siempre las uniones sometidas a corte contra el código de diseño estructural o mecánico aplicable, no solo con esta estimación simplificada.
Clases de propiedad según ISO 898-1
| Clase | Rm (MPa) | Rp0.2 (MPa) | Uso Típico |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | Baja resistencia, uso general |
| 5.8 | 520 | 420 | Estructural, sin precarga |
| 8.8 | 800 | 640 | Automotriz, maquinaria (más común) |
| 10.9 | 1040 | 940 | Estructural de alta resistencia |
| 12.9 | 1220 | 1100 | Resistencia máxima (acero aleado) |
Ejemplo práctico
Datos: Perno M10, clase de propiedad 8.8, corte simple
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
⚠️ Nota: Estas son capacidades últimas sin factores de seguridad. Aplique los factores de seguridad adecuados (típicamente 2–3 para estática, 4–6 para fatiga) para fines de diseño.
The tensile stress area (As) is the effective cross-sectional area used to calculate the tensile load capacity of a threaded fastener. It is smaller than the nominal shank area because it accounts for the thread root geometry. Values are tabulated in ISO 898-1.
Ultimate tensile load is Ft = Rm × As, where Rm is the ultimate tensile strength (from the property class) and As is the tensile stress area. For example, a class 8.8 bolt has Rm = 800 MPa.
The first number (8) represents 1/100th of the minimum ultimate tensile strength in MPa (800 MPa). The second number (8) is 10× the ratio of yield to ultimate strength (0.8). So yield ≈ 800 × 0.8 = 640 MPa.
ISO 898-1 does not specify shear strength — it covers tensile and proof-load properties only. A common simplified estimate takes shear strength as 60% of tensile strength: Fs = 0.6 × Rm × As, based on the von Mises yield criterion. Design codes such as Eurocode 3 (EN 1993-1-8) apply their own factors (0.6 or 0.5 depending on property class) plus safety factors. For double shear (two planes), multiply by 2.
Proof load is the maximum force without permanent deformation (elastic limit). Ultimate tensile strength is the maximum force before fracture. Proof load stress is approximately 90% of yield strength for most property classes.
Los procedimientos descritos en esta página fueron desarrollados y probados en campo por el equipo de Vibromera utilizando el Balanset-1A, un balanceador portátil de doble canal y analizador de vibraciones para el balanceo de rotores en sitio.
Instrumentos y software profesionales para balanceo en campo. Utilizados en más de 50 países.
