כלי הנדסי חינמי
מחשבון חוזק מתיחה & גזירה של ברגים
חשב את עומס המתיחה האולטימטיבי של ברגים מטריים מנתוני property class של ISO 898-1, יחד עם הערכת קיבולת גזירה מפושטת. בחר גודל בורג ומחלקת תכונות.
מחשבון זה פותח ואומת על ידי צוות ההנדסה של Vibromera, יצרנית מכשירי האיזון הניידים Balanset.
תוצאות
עומס מתיחה אולטימטיבי
כוח המתיחה המקסימלי שבורג יכול לעמוד בו לפני שבר:
- Rm — חוזק מתיחה מרבי (MPa), לפי דרגת החוזק
- As — שטח מאמץ מתיחה (mm²), מתוך ISO 898-1 / ISO 261
קיבולת גזירה (הערכה מפושטת)
ISO 898-1 מגדיר את תכונות המתיחה ועומס ההוכחה של ברגים — הוא אינו לֹא מגדיר חוזק גזירה. הערך המוצג כאן הוא הערכה הנדסית מפושטת ונפוצה הלוקחת את חוזק הגזירה ככ-60% מחוזק המתיחה (בהתבסס על קריטריון von Mises, τ ≈ 0.58 σ):
עבור גזירה כפולה, הכפל ב-2 (שני מישורי גזירה).
⚠️ הערת תכנון גזירה: קיבולת הגזירה בפועל תלויה בשאלה אם מישור הגזירה עובר דרך התבריגים או דרך הגזע הלא מושחל, בהחלקת המפרק ובמיסב הצלחת, ובעומס עייפות. קודי תכנון מגדירים ערכים משלהם — למשל Eurocode 3 (EN 1993-1-8) משתמש ב-Fו = αו × fub × A עם αו = 0.6 עבור מחלקות 4.6, 5.6 ו-8.8 אך 0.5 עבור מחלקות 4.8, 5.8, 6.8 ו-10.9, יחד עם מקדמי בטיחות חלקיים. תמיד אמתו חיבורים בעומס גזירה מול קוד התכנון המבני או המכני הרלוונטי, ולא רק מול הערכה מפושטת זו.
דרגות חוזק לפי ISO 898-1
| דרגה | Rm (MPa) | Rp0.2 (MPa) | שימוש אופייני |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | חוזק נמוך, שימוש כללי |
| 5.8 | 520 | 420 | מבני, לא טעון מראש |
| 8.8 | 800 | 640 | רכב, מכונות (הנפוץ ביותר) |
| 10.9 | 1040 | 940 | חוזק מבני גבוה |
| 12.9 | 1220 | 1100 | חוזק מרבי (פלדת סגסוגת) |
דוגמה מעשית
נתון: בורג M10, דרגת חוזק 8.8, גזירה יחידה
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
⚠️ הערה: אלה קיבולות הקצה ללא מקדמי בטיחות. יש להחיל מקדמי בטיחות מתאימים (בדרך כלל 2–3 לעומס סטטי, 4–6 לעייפות) לצורכי תכן.
שטח מאמץ המתיחה (As) הוא שטח החתך האפקטיבי המשמש לחישוב כושר עומס המתיחה של מחבר מוברג. הוא קטן משטח הגזע הנומינלי מפני שהוא מביא בחשבון את גיאומטריית שורש הלולייני. הערכים מובאים בטבלאות ב-ISO 898-1.
עומס המתיחה הסופי הוא Ft = Rm × As, כאשר Rm הוא חוזק המתיחה הסופי (ממחלקת החוזק) ו-As הוא שטח מאמץ המתיחה. לדוגמה, לבורג ממחלקה 8.8 יש Rm = 800 MPa.
המספר הראשון (8) מייצג 1/100 מחוזק המתיחה הסופי המינימלי ב-MPa (800 MPa). המספר השני (8) הוא פי 10 מהיחס בין חוזק הכניעה לחוזק הסופי (0.8). כלומר כניעה ≈ 800 × 0.8 = 640 MPa.
ISO 898-1 אינו קובע חוזק גזירה — הוא מכסה רק תכונות מתיחה ועומס הוכחה. הערכה פשוטה נפוצה לוקחת את חוזק הגזירה כ-60% מחוזק המתיחה: Fs = 0.6 × Rm × As, על בסיס קריטריון הכניעה של פון מיזס. תקני תכן כגון Eurocode 3 (EN 1993-1-8) מחילים מקדמים משלהם (0.6 או 0.5 בהתאם למחלקת החוזק) בנוסף למקדמי בטיחות. לגזירה כפולה (שני מישורים), יש להכפיל ב-2.
עומס הוכחה הוא הכוח המרבי ללא עיוות קבוע (גבול האלסטיות). חוזק המתיחה הסופי הוא הכוח המרבי לפני שבר. מאמץ עומס ההוכחה הוא כ-90% מחוזק הכניעה ברוב מחלקות החוזק.
ההליכים המתוארים בעמוד זה פותחו ונבדקו בשטח על ידי צוות Vibromera באמצעות ה-Balanset-1A, מאזן דו-ערוצי נייד ומנתח רטט לאיזון רוטורים באתר העבודה.
מכשירי איזון ותוכנה מקצועיים לשטח. בשימוש ביותר מ-50 מדינות.
