ناحیه تنش کششی یک پیچ چقدر است؟

ناحیه تنش کششی (As) مساحت سطح مقطع مؤثری است که برای محاسبه ظرفیت بار کششی یک بست رزوهدار استفاده میشود. این مساحت از مساحت اسمی ساقه کوچکتر است زیرا هندسه ریشه رزوه را در نظر میگیرد. این مساحت در استاندارد ISO 898-1 تعریف شده و به قطر گام و قطر فرعی رزوه بستگی دارد.

مقاومت کششی پیچ چگونه محاسبه میشود؟

بار کششی نهایی پیچ به صورت Ft = Rm × As محاسبه میشود، که در آن Rm استحکام کششی نهایی جنس پیچ (که توسط کلاس خاصیت تعیین میشود) و As ناحیه تنش کششی است. به عنوان مثال، یک پیچ کلاس 8.8 دارای Rm = 800 MPa است.

کلاس خاصیت پیچ ۸.۸ به چه معناست؟

عدد اول (8) نشان دهنده 1/100 حداقل استحکام کششی نهایی بر حسب مگاپاسکال (800 مگاپاسکال) است. عدد دوم (8) نشان دهنده 10 برابر نسبت استحکام تسلیم به استحکام کششی نهایی (0.8) است. بنابراین تسلیم = 800 × 0.8 = 640 مگاپاسکال.

مقاومت برشی پیچ چگونه محاسبه میشود؟

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.

تفاوت بین بار اثبات و استحکام کششی چیست؟

بار گواه، حداکثر نیرویی است که یک پیچ میتواند بدون تغییر شکل دائمی (حد الاستیک) تحمل کند. استحکام کششی نهایی، حداکثر نیرو قبل از شکست است. تنش بار گواه (Sp) تقریباً 90% از استحکام تسلیم برای اکثر کلاسهای خواص است.

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.

ایزو ۸۹۸-۱ M3 – M64 کلاس ۴.۶ تا ۱۲.۹

اندازه پیچ

کلاس خواص

صفحات برشی

پیش‌تنظیم‌های سریع

نتایج

بار کششی نهایی (Ft)

—

ظرفیت برشی (Fs، برآورد ساده‌شده)

—

ناحیه تنش کششی (As)

—

بار تسلیم (Fy)

—

استحکام کششی نهایی (Rm)

—

بار کششی نهایی

حداکثر نیروی کششی که یک پیچ قبل از شکست می‌تواند تحمل کند:

ر_m — استحکام کششی نهایی (MPa)، از کلاس خاصیت
A_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 F_وی = α_وی × f_ub × A با α_وی = 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

مثال — پیچ M10 × 8.8

با توجه به: پیچ M10، کلاس خاصیت 8.8، تک برشی

A_s = ۵۸.۰ میلی‌متر مربع، R_m = ۸۰۰ مگاپاسکال

F_t = ۸۰۰ × ۵۸٫۰ = ۴۶۴۰۰ نیوتن = ۴۶.۴ کیلونیوتن

F_s = 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.