Outil d'ingénierie gratuit
Calculateur de résistance à la traction et au cisaillement des boulons
Calculez la charge de rupture en traction des vis métriques à partir des données de classe de qualité selon l'ISO 898-1, ainsi qu'une estimation simplifiée de la résistance au cisaillement. Sélectionnez la taille de la vis et la classe de qualité.
Ce calculateur a été développé et vérifié par l'équipe d'ingénierie Vibromera, concepteurs des instruments d'équilibrage portables Balanset.
Résultats
Charge de traction ultime
La force de traction maximale qu'un boulon peut supporter avant rupture :
- Rm — résistance à la traction ultime (MPa), à partir de la classe de propriété
- As — aire de contrainte de traction (mm²), selon ISO 898-1 / ISO 261
Résistance au cisaillement (estimation simplifiée)
L'ISO 898-1 définit les propriétés de résistance à la traction et de charge d'épreuve des vis — elle ne pas précise pas la résistance au cisaillement. La valeur indiquée ici est une estimation d'ingénierie simplifiée largement utilisée, qui considère la résistance au cisaillement comme approximativement égale à 60 % de la résistance à la traction (d'après le critère de von Mises, τ ≈ 0,58 σ) :
Pour un double cisaillement, multiplier par 2 (deux plans de cisaillement).
⚠️ Remarque sur le dimensionnement au cisaillement : La résistance au cisaillement réelle dépend du fait que le plan de cisaillement traverse la zone filetée ou la partie lisse non filetée, du glissement de l'assemblage et de la pression diamétrale sur les plaques, ainsi que des sollicitations en fatigue. Les codes de conception définissent leurs propres valeurs — par exemple, l'Eurocode 3 (EN 1993-1-8) utilise Fv = αv × fub × A avec αv = 0,6 pour les classes 4.6, 5.6 et 8.8 mais 0,5 pour les classes 4.8, 5.8, 6.8 et 10.9, ainsi que des coefficients partiels de sécurité. Vérifiez toujours les assemblages sollicités au cisaillement selon le code de dimensionnement structurel ou mécanique applicable, et non selon cette seule estimation simplifiée.
Classes de propriétés selon la norme ISO 898-1
| Classe | Rm (MPa) | Rp0,2 (MPa) | Utilisation typique |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | Usage général, faible résistance |
| 5.8 | 520 | 420 | Structurelle, non préchargée |
| 8.8 | 800 | 640 | Automobile, machines (les plus courants) |
| 10.9 | 1040 | 940 | Structurelle, haute résistance |
| 12.9 | 1220 | 1100 | Résistance maximale (acier allié) |
Exemple pratique
Compte tenu de ce qui précède : Boulon M10, classe de propriété 8,8, cisaillement 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
⚠️ Remarque : Il s'agit des capacités ultimes sans coefficients de sécurité. Appliquez les coefficients de sécurité appropriés (généralement de 2 à 3 pour les charges statiques et de 4 à 6 pour la fatigue) pour le dimensionnement.
La section résistante en traction (As) est l'aire de section effective utilisée pour calculer la capacité de charge en traction d'un élément de fixation fileté. Elle est inférieure à la section nominale de la tige, car elle tient compte de la géométrie du fond de filet. Les valeurs sont tabulées dans l'ISO 898-1.
La charge de traction ultime est Ft = Rm × As, où Rm est la résistance ultime à la traction (selon la classe de qualité) et As la section résistante en traction. Par exemple, un boulon de classe 8.8 a Rm = 800 MPa.
Le premier chiffre (8) représente 1/100 de la résistance ultime minimale à la traction en MPa (800 MPa). Le second chiffre (8) correspond à 10 fois le rapport entre la limite d'élasticité et la résistance ultime (0,8). Ainsi, limite d'élasticité ≈ 800 × 0,8 = 640 MPa.
L'ISO 898-1 ne spécifie pas la résistance au cisaillement : elle ne couvre que les propriétés de traction et de charge d'épreuve. Une estimation simplifiée courante prend la résistance au cisaillement égale à 60 % de la résistance à la traction : Fs = 0,6 × Rm × As, d'après le critère de plasticité de von Mises. Les codes de calcul tels que l'Eurocode 3 (EN 1993-1-8) appliquent leurs propres coefficients (0,6 ou 0,5 selon la classe de qualité) ainsi que des coefficients de sécurité. Pour un double cisaillement (deux plans), multipliez par 2.
La charge d'épreuve est la force maximale sans déformation permanente (limite élastique). La résistance ultime à la traction est la force maximale avant rupture. La contrainte de charge d'épreuve représente environ 90 % de la limite d'élasticité pour la plupart des classes de qualité.
Les procédures décrites sur cette page ont été développées et testées sur le terrain par l'équipe Vibromera à l'aide du Balanset-1A, un équilibreur portable à deux canaux et analyseur de vibrations pour l'équilibrage des rotors sur site.
Instruments et logiciels professionnels d'équilibrage sur site. Utilisés dans plus de 50 pays.
