ابزار مهندسی رایگان
مبدل واحد نیرو
تبدیل فوری بین تمام واحدهای اصلی نیرو. نیوتن، کیلونیوتن، پوند-نیرو، کیلوگرم-نیرو و موارد دیگر به طور همزمان نشان داده میشوند.
همه واحدها
واحدهای نیرو
نیوتن (N) واحد نیرو در سیستم SI است: 1 نیوتن = 1 کیلوگرم بر متر مربع. سایر واحدهای رایج عبارتند از:
| واحد | = نیوتن | Notes |
|---|---|---|
| ۱ دین | 0.00001 | واحد CGS (1 گرم بر سانتیمتر مربع بر ثانیه) |
| ۱ پوند | 0.138255 | پوندال (۱ پوند · فوت بر ثانیه) |
| ۱ ن | 1 | واحد SI |
| ۱ دان | 10 | دکانیوتون ≈ ۱ کیلوگرم نیرو |
| ۱ کیلوگرم نیرو | 9.80665 | کیلوگرم-نیرو (= ۱ کیلوگرم × گرم) |
| ۱ پوند | 4.44822 | پوند-نیرو |
| ۱ کیلونیوتن | 1000 | کیلونیوتون |
| ۱ کیپ | 4448.22 | کیلوپوند (۱۰۰۰ پوند) |
| ۱ میلیون | 1000000 | مگانیوتون |
معادلهای رایج
۱ کیلوگرم نیرو = ۹.۸۰۶۶۵ نیوتن (دقیقاً، طبق تعریف گرانش استاندارد)
۱ پوند-نیوتن = ۴.۴۴۸۲۲ نیوتن
۱ daN ≈ ۱.۰۱۹۷ kgf (اغلب در رویههای اروپایی به جای یکدیگر استفاده میشوند)
مقادیر نیروی مهندسی مشترک
| از → تا | ضرب در | Example |
|---|---|---|
| N → پوند-نیرو | 0.22481 | ۱۰۰ نیوتن = ۲۲.۴۸ پوند-نیرو |
| پوند-نیوتن → | 4.44822 | ۱۰۰ پوند-نیرو = ۴۴۴.۸ نیوتن |
| N → کیلوگرم نیرو | 0.10197 | ۱۰۰ نیوتن = ۱۰.۲۰ کیلوگرم نیرو |
| کیلوگرم نیرو → نیوتن | 9.80665 | ۱۰۰ کیلوگرم نیرو = ۹۸۰.۷ نیوتن |
| کیلونیوتن → کیپ | 0.22481 | ۱۰ کیلونیوتن = ۲.۲۴۸ کیپ |
| کیپ → کیلونیوتن | 4.44822 | ۱ کیپ = ۴.۴۴۸ کیلونیوتن |
نیرو در کاربردهای مهندسی
- پیش بارگذاری پیچ: معمولاً بر حسب کیلونیوتن بیان میشود (مثلاً، کلاس M16 8.8 → پیشبار حدود ۵۰ کیلونیوتن)
- اتصالات مطبوعاتی: نیرو بر حسب کیلونیوتن یا تن-نیرو
- نیروی فنر: N یا lbf، با نرخ فنربندی بر حسب N/mm یا lbf/in
- سیلندرهای هیدرولیک: F = P × A (فشار × مساحت)، معمولاً kN یا تن
- بارهای یاتاقان: کیلونیوتن (ظرفیتهای دینامیکی و استاتیکی)
- بارهای سازهای: kN برای تیرها، kip برای فولاد سازهای آمریکایی
- بلند کردن/نصب تجهیزات: بر حسب تن (تن متریک-نیرو) یا تن (تن کوچک)
قانون دوم نیوتن
نیوتن از طریق F = m × a تعریف میشود:
- ۱ نیوتن = ۱ کیلوگرم × ۱ متر بر مجذور ثانیه (نیرو برای شتاب دادن به ۱ کیلوگرم با سرعت ۱ متر بر مجذور ثانیه)
- ۱ دین = ۱ گرم × ۱ سانتیمتر بر مجذور ثانیه (معادل CGS)
- ۱ pdl = ۱ پوند × ۱ فوت بر مجذور ثانیه (واحد مطلق امپراتوری)
- وزن روی زمین: W = m × g که در آن g = 9.80665 m/s²
تخمینهای ذهنی سریع
- ۱ کیلوگرم نیرو ≈ ۱۰ نیوتن (در واقع ۹.۸۰۷ نیوتن — در محدوده ۲۱TP3T)
- ۱ پوند-نیرو ≈ ۴.۵ نیوتن (در واقع ۴.۴۴۸ نیوتن — در محدوده ۱۱TP3T)
- ۱ کیلونیوتن ≈ ۱۰۰ کیلوگرم نیرو ≈ ۲۲۵ پوند نیرو
- ۱ تن نیرو ≈ ۱۰ کیلونیوتن (در واقع ۹.۸۰۷ کیلونیوتن)
- ۱ کیپ ≈ ۴.۵ کیلونیوتن
مقادیر معمول پیشبار پیچ برای پیچهای متریک در بار گواه ۹۰۱TP3T. برای مرتبط کردن واحدهای نیرو با مهندسی عملی بستها مفید است.
| اندازه پیچ | کلاس ۸.۸ (کیلو نیوتن) | کلاس ۱۰.۹ (کیلو نیوتن) | کلاس ۱۲.۹ (کیلو نیوتن) |
|---|---|---|---|
| ام۶ | 8.8 | 12.5 | 14.6 |
| ام۸ | 16.1 | 22.8 | 26.7 |
| ام۱۰ | 25.5 | 36.1 | 42.2 |
| ام۱۲ | 36.6 | 51.8 | 60.6 |
| ام۱۶ | 67.5 | 95.5 | 111.8 |
| ام۲۰ | 105 | 149 | 174 |
| ام۲۴ | 152 | 215 | 251 |
| M30 | 242 | 343 | 401 |
مقادیر با فرض رزوه درشت استاندارد و بدون روغنکاری در نظر گرفته شدهاند. پیشبار واقعی به ضریب اصطکاک، روش سفت کردن و شرایط سطح بستگی دارد.
رابطه گشتاور-نیرو
گشتاور و نیرو از طریق قطر پیچ و اصطکاک به هم مرتبط هستند:
تی = کی × اف × دی
- تی = گشتاور (نیوتن متر)
- ک = ضریب مهره (معمولاً 0.20 برای فولاد خشک، 0.15 برای فولاد روغنکاری شده)
- ف = نیروی گیره / پیش بار (نیوتن)
- د = قطر اسمی پیچ (متر)
مثال: M16 کلاس 8.8، خشک → T = 0.20 × 67500 × 0.016 = 216 نیوتن متر
ماشین حساب های مهندسی حرفه ای و ابزار اندازه گیری.