Herramienta de ingeniería gratuita
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.
Resultados
Carga máxima de tracción
La fuerza de tracción máxima que un perno puede soportar antes de fracturarse:
- Rm — resistencia máxima a la tracción (MPa), de la clase de propiedad
- As — 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 Fv = αv × fub × A with 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 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
Dada: 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 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.
El área resistente a la tracción (As) es el área de sección transversal efectiva utilizada para calcular la capacidad de carga a tracción de un elemento de fijación roscado. Es menor que el área nominal del vástago porque tiene en cuenta la geometría del fondo de la rosca. Los valores están tabulados en la norma ISO 898-1.
La carga de rotura a tracción es Ft = Rm × As, donde Rm es la resistencia última a la tracción (según la clase de resistencia) y As es el área resistente a la tracción. Por ejemplo, un perno de clase 8.8 tiene Rm = 800 MPa.
El primer número (8) representa 1/100 de la resistencia última mínima a la tracción en MPa (800 MPa). El segundo número (8) es 10× la relación entre el límite elástico y la resistencia última (0.8). Así, el límite elástico ≈ 800 × 0.8 = 640 MPa.
La norma ISO 898-1 no especifica la resistencia a cortante — cubre únicamente las propiedades a tracción y de carga de prueba. Una estimación simplificada habitual toma la resistencia a cortante como el 60% de la resistencia a la tracción: Fs = 0.6 × Rm × As, basada 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 resistencia) más coeficientes 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 última a la tracción es la fuerza máxima antes de la fractura. La tensión de prueba equivale aproximadamente al 90% del límite elástico para la mayoría de las clases de resistencia.
Los procedimientos descritos en esta página fueron desarrollados y probados en campo por el equipo de Vibromera utilizando el Balanset-1A, un equilibrador portátil de dos canales y analizador de vibraciones para el equilibrado de rotores in situ.
Instrumentos y software de equilibrado de campo profesionales. Utilizados en más de 50 países.
