¿Cuál es el área de tensión de tracción de un perno?

El área de tensión de tracción (As) es el área transversal efectiva que se utiliza para calcular la capacidad de carga de tracción de un elemento de fijación roscado. Es menor que el área nominal del vástago porque considera la geometría de la raíz de la rosca. Se define en la norma ISO 898-1 y depende del diámetro primitivo y del diámetro menor de la rosca.

¿Cómo se calcula la resistencia a la tracción de un perno?

La carga máxima de tracción del perno se calcula como Ft = Rm × As, donde Rm es la resistencia máxima a la tracción del material del perno (determinada por la clase de propiedad) y As es el área de tensión de tracción. Por ejemplo, un perno de clase 8.8 tiene Rm = 800 MPa.

¿Qué significa la clase de propiedad de perno 8.8?

El primer número (8) representa 1/100 de la resistencia mínima a la tracción en MPa (800 MPa). El segundo número (8) representa 10 veces la relación entre el límite elástico y la resistencia a la tracción (0,8). Por lo tanto, límite elástico = 800 × 0,8 = 640 MPa.

¿Cómo se calcula la resistencia al corte de los pernos?

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 partial safety factors. For single shear, use one stress area; for double shear, multiply by 2.

¿Cuál es la diferencia entre carga de prueba y resistencia a la tracción?

La carga de prueba es la fuerza máxima que un perno puede soportar sin deformación permanente (límite elástico). La resistencia máxima a la tracción es la fuerza máxima antes de la fractura. La tensión de carga de prueba (Sp) es aproximadamente 90% del límite elástico para la mayoría de las clases de propiedades.

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Calculadora de resistencia a la tracción y al corte de pernos

Calcule la carga última de tracción de pernos métricos a partir de los datos de clase de propiedad de ISO 898-1, además de una estimación simplificada de la capacidad al 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 equilibrado Balanset.

ISO 898-1 M3 - M64 Clase 4.6 – 12.9

Tamaño del perno

Clase de propiedad

Planos de corte

Ajustes preestablecidos rápidos

Resultados

Carga máxima de tracción (Ft)

—

Capacidad al corte (Fs, estimación simplificada)

—

Área de tensión de tracción (As)

—

Carga de fluencia (Fy)

—

Resistencia máxima a la tracción (Rm)

—

Carga máxima de tracción

La fuerza de tracción máxima que un perno puede soportar antes de fracturarse:

R_m — resistencia máxima a la tracción (MPa), de la clase de propiedad
A_s — área de tensión de tracción (mm²), según ISO 898-1 / ISO 261

Capacidad al 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 y ampliamente utilizada que considera la resistencia al corte como aproximadamente el 60% de la resistencia a tracción (basada en el criterio de von Mises, τ ≈ 0.58 σ):

Para corte doble, multiplicar por 2 (dos planos de corte).

⚠️ Nota de diseño a cortante: La capacidad real al corte depende de si el plano de corte atraviesa las roscas o el vástago sin rosca, del deslizamiento de la unión y del apoyo en placa, y de la carga por fatiga. Los códigos de diseño definen sus propios valores; por ejemplo, Eurocódigo 3 (EN 1993-1-8) utiliza F_v = α_v × f_ub × A with α_v = 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 coeficientes parciales de seguridad. Verifique siempre las uniones cargadas a cortante conforme al código de diseño estructural o mecánico aplicable, y 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, no precargado
8.8	800	640	Automoción, maquinaria (más común)
10.9	1040	940	Estructural de alta resistencia
12.9	1220	1100	Máxima resistencia (acero aleado)

Ejemplo práctico

Ejemplo: Perno M10 × 8,8

Dada: Perno M10, clase de propiedad 8,8, corte simple

A_s = 58,0 mm², R_m = 800 MPa

F_t = 800 × 58,0 = 46.400 N = 46,4 kN

F_s = 0,6 × 800 × 58,0 = 27.840 N = 27,8 kN

⚠️ Nota: Estas son capacidades máximas sin factores de seguridad. Aplique los factores de seguridad adecuados (normalmente 2-3 para carga estática, 4-6 para fatiga) para fines de diseño.