ابزار مهندسی رایگان
محاسبه‌گر مقاومت کششی و برشی پیچ
بار نهایی کششی پیچ‌های متریک را از داده‌های کلاس خواص ISO 898-1 محاسبه کنید، به‌علاوه یک برآورد ساده‌شده ظرفیت برشی. اندازه پیچ و کلاس خواص را انتخاب کنید.
این محاسبه‌گر توسط تیم مهندسی Vibromera، سازنده دستگاه‌های بالانس قابل‌حمل Balanset، توسعه و تأیید شده است.
نتایج
بار کششی نهایی
حداکثر نیروی کششی که یک پیچ قبل از شکست می‌تواند تحمل کند:
- رm — استحکام کششی نهایی (MPa)، از کلاس خاصیت
- s — مساحت تنش کششی (میلی‌متر مربع)، از ISO 898-1 / ISO 261
ظرفیت برشی (برآورد ساده‌شده)
ISO 898-1 خواص بار کششی و بار اثباتی پیچ‌ها را تعریف می‌کند — این استاندارد نه استحکام برشی را مشخص نمی‌کند. مقداری که در اینجا نشان داده شده یک برآورد مهندسی ساده‌شده و رایج است که استحکام برشی را تقریباً 60% استحکام کششی در نظر می‌گیرد (بر پایه معیار von Mises، τ ≈ 0.58 σ):
برای برش دوگانه، در ۲ (دو صفحه برشی) ضرب کنید.
⚠️ یادداشت طراحی برش: ظرفیت واقعی برشی به این بستگی دارد که صفحه برش از میان رزوه‌ها عبور کند یا از ساقه بدون رزوه، همچنین به لغزش اتصال، تنش فشاری صفحه و بارگذاری خستگی وابسته است. آیین‌نامه‌های طراحی، مقادیر خود را تعریف می‌کنند — برای مثال Eurocode 3 (EN 1993-1-8) از Fوی = αوی × fub × A با αوی = 0.6 برای کلاس‌های 4.6، 5.6 و 8.8 استفاده می‌کند اما 0.5 برای کلاس‌های 4.8، 5.8، 6.8 و 10.9، همراه با ضرایب ایمنی جزئی. اتصالات تحت بار برشی را همیشه بر اساس آیین‌نامه سازه‌ای یا طراحی مکانیکی قابل‌اعمال بررسی کنید، نه فقط بر این برآورد ساده‌شده.
کلاس‌های خواص طبق ISO 898-1
| کلاس | Rm (مگاپاسکال) | Rp0.2 (مگاپاسکال) | کاربرد معمول |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | کم مقاومت، مناسب برای مصارف عمومی |
| 5.8 | 520 | 420 | سازه‌ای، بدون پیش بارگذاری |
| 8.8 | 800 | 640 | خودرو، ماشین آلات (رایج ترین) |
| 10.9 | 1040 | 940 | سازه با مقاومت بالا |
| 12.9 | 1220 | 1100 | حداکثر استحکام (فولاد آلیاژی) |
مثال عملی
با توجه به: پیچ M10، کلاس خاصیت 8.8، تک برشی
s = ۵۸.۰ میلی‌متر مربع، Rm = ۸۰۰ مگاپاسکال
Ft = ۸۰۰ × ۵۸٫۰ = ۴۶۴۰۰ نیوتن = ۴۶.۴ کیلونیوتن
Fs = 0.6 × 800 × 58.0 = ۲۷۸۴۰ نیوتن = ۲۷.۸ کیلونیوتن
⚠️ توجه: اینها ظرفیت‌های نهایی بدون ضرایب اطمینان هستند. ضرایب اطمینان مناسب (معمولاً ۲-۳ برای استاتیک، ۴-۶ برای خستگی) را برای اهداف طراحی اعمال کنید.
سطح مقطع تنش کششی (As) سطح مقطع مؤثری است که برای محاسبه ظرفیت بار کششی اتصال‌دهنده رزوه‌دار به کار می‌رود. این مقدار به دلیل در نظر گرفتن هندسه ریشه رزوه، از سطح مقطع اسمی ساق کوچک‌تر است. مقادیر آن در ISO 898-1 جدول‌بندی شده‌اند.
بار کششی نهایی برابر Ft = Rm × As است، که در آن Rm استحکام کششی نهایی (از رده خواص) و As سطح مقطع تنش کششی است. برای مثال، پیچ رده 8.8 دارای Rm = 800 MPa است.
عدد اول (8) برابر 1/100 حداقل استحکام کششی نهایی بر حسب MPa است (800 MPa). عدد دوم (8) برابر 10 برابر نسبت تسلیم به استحکام نهایی (0.8) است. بنابراین تسلیم ≈ 800 × 0.8 = 640 MPa.
ISO 898-1 استحکام برشی را مشخص نمی‌کند — این استاندارد فقط خواص کششی و بار آزمون را پوشش می‌دهد. یک برآورد ساده‌شده رایج، استحکام برشی را 60% استحکام کششی می‌گیرد: Fs = 0.6 × Rm × As، بر اساس معیار تسلیم فون میزس. آیین‌نامه‌های طراحی مانند Eurocode 3 (EN 1993-1-8) ضرایب خاص خود (0.6 یا 0.5 بسته به رده خواص) به‌علاوه ضرایب ایمنی را اعمال می‌کنند. برای برش دوگانه (دو صفحه)، مقدار را در 2 ضرب کنید.
بار آزمون (Proof load) بیشینه نیرویی است که بدون تغییر شکل دائمی (حد الاستیک) تحمل می‌شود. استحکام کششی نهایی بیشینه نیرو پیش از شکست است. تنش بار آزمون برای بیشتر رده‌های خواص تقریباً 90% استحکام تسلیم است.
روش‌های شرح داده‌شده در این صفحه توسط تیم Vibromera و با استفاده از Balanset-1A توسعه یافته و در محل آزمایش شده‌اند؛ این دستگاه یک بالانسر دو کاناله و آنالایزر ارتعاش قابل‌حمل برای بالانس کردن روتور در محل است.
ابزارها و نرم‌افزارهای حرفه‌ای بالانس میدانی. مورد استفاده در بیش از ۵۰ کشور.
