Herramienta de ingeniería gratuita
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.
El área de esfuerzo de tracción (As) es el área de sección transversal efectiva usada para calcular la capacidad de carga a tracción de un sujetador roscado. Es menor que el área nominal del vástago porque considera la geometría de la raíz de la rosca. Los valores están tabulados en ISO 898-1.
La carga de tracción última es Ft = Rm × As, donde Rm es la resistencia a la tracción última (según la clase de propiedad) y As es el área de esfuerzo de tracción. Por ejemplo, un perno de clase 8.8 tiene Rm = 800 MPa.
El primer número (8) representa 1/100 de la resistencia mínima a la tracción última en MPa (800 MPa). El segundo número (8) es 10 veces la relación entre el límite de fluencia y la resistencia última (0.8). Por lo tanto, el límite de fluencia ≈ 800 × 0.8 = 640 MPa.
ISO 898-1 no especifica la resistencia al corte; solo abarca las propiedades de tracción y de carga de prueba. Una estimación simplificada común toma la resistencia al corte como 60% de la resistencia a la tracción: Fs = 0.6 × Rm × As, con base en el criterio de fluencia de von Mises. Los códigos de diseño como el Eurocódigo 3 (EN 1993-1-8) aplican sus propios factores (0.6 o 0.5 según la clase de propiedad) además de factores de seguridad. Para cortante doble (dos planos), multiplique por 2.
La carga de prueba es la fuerza máxima sin deformación permanente (límite elástico). La resistencia a la tracción última es la fuerza máxima antes de la fractura. El esfuerzo de carga de prueba es aproximadamente 90% del límite de fluencia en la mayoría de las clases de propiedad.
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.
