Besplatni inženjerski alat
Kalkulator vlačne i posmične čvrstoće vijaka
Izračunajte krajnje vlačno opterećenje metričkih vijaka iz podataka o razredu svojstava prema ISO 898-1, uz pojednostavljenu procjenu nosivosti na smicanje. Odaberite veličinu vijka i razred svojstava.
Ovaj kalkulator razvio je i provjerio inženjerski tim Vibromere, proizvođača prijenosnih instrumenata za balansiranje Balanset.
Rezultati
Krajnje vlačno opterećenje
Maksimalna vlačna sila koju vijak može podnijeti prije loma:
- Rm — granična vlačna čvrstoća (MPa), iz klase svojstava
- As — površina vlačnog naprezanja (mm²), prema ISO 898-1 / ISO 261
Nosivost na smicanje (pojednostavljena procjena)
ISO 898-1 definira vlačna svojstva i svojstva probnog opterećenja vijaka — ne ne specificira čvrstoću na smicanje. Ovdje prikazana vrijednost široko je korištena pojednostavljena inženjerska procjena koja uzima da je čvrstoća na smicanje približno 60% vlačne čvrstoće (na temelju von Misesova kriterija, τ ≈ 0.58 σ):
Za dvostruko smicanje, pomnožite s 2 (dvije ravnine smicanja).
⚠️ Napomena o projektiranju na smicanje: Stvarna nosivost na smicanje ovisi o tome prolazi li ravnina smicanja kroz navoj ili nenavojni trup vijka, o proklizavanju spoja i tlačnom naprezanju ploče te o zamornom opterećenju. Projektni propisi definiraju vlastite vrijednosti — npr. Eurocode 3 (EN 1993-1-8) koristi Fv = αv × fub × A s αv = 0.6 za razrede 4.6, 5.6 i 8.8, ali 0.5 za razrede 4.8, 5.8, 6.8 i 10.9, zajedno s djelomičnim sigurnosnim faktorima. Spojeve opterećene na smicanje uvijek provjerite prema primjenjivom građevinskom ili strojarskom projektnom propisu, a ne samo prema ovoj pojednostavljenoj procjeni.
Klase svojstava prema ISO 898-1
| Razred | Rm (MPa) | Rp0,2 (MPa) | Tipična upotreba |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | Niska čvrstoća, opća namjena |
| 5.8 | 520 | 420 | Strukturni, bez prednaprezanja |
| 8.8 | 800 | 640 | Automobilska industrija, strojevi (najčešće) |
| 10.9 | 1040 | 940 | Visokočvrsta konstrukcijska primjena |
| 12.9 | 1220 | 1100 | Maksimalna čvrstoća (legirani čelik) |
Praktični primjer
Dano: Vijak M10, klasa čvrstoće 8.8, jednostruko smicanje
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
⚠️ Napomena: Ovo su granični kapaciteti bez faktora sigurnosti. Za potrebe projektiranja primijenite odgovarajuće faktore sigurnosti (obično 2-3 za statiku, 4-6 za umor).
Površina naprezanja pri vlaku (As) je efektivna površina presjeka koja se koristi za izračun vlačne nosivosti navojnog spojnog elementa. Manja je od nazivne površine tijela vijka jer uzima u obzir geometriju korijena navoja. Vrijednosti su tablično dane u ISO 898-1.
Granično vlačno opterećenje je Ft = Rm × As, gdje je Rm vlačna čvrstoća (iz razreda čvrstoće), a As površina naprezanja pri vlaku. Na primjer, vijak razreda 8.8 ima Rm = 800 MPa.
Prvi broj (8) predstavlja 1/100 minimalne vlačne čvrstoće u MPa (800 MPa). Drugi broj (8) je 10× omjer granice razvlačenja i vlačne čvrstoće (0,8). Dakle, granica razvlačenja ≈ 800 × 0,8 = 640 MPa.
ISO 898-1 ne određuje čvrstoću na smicanje — obuhvaća samo vlačna svojstva i svojstva ispitnog opterećenja. Uobičajena pojednostavljena procjena uzima čvrstoću na smicanje kao 60 % vlačne čvrstoće: Fs = 0,6 × Rm × As, na temelju von Misesova kriterija tečenja. Projektni propisi poput Eurokoda 3 (EN 1993-1-8) primjenjuju vlastite faktore (0,6 ili 0,5 ovisno o razredu čvrstoće) uz faktore sigurnosti. Za dvostruko smicanje (dvije ravnine) pomnožite s 2.
Ispitno opterećenje je najveća sila bez trajne deformacije (elastična granica). Vlačna čvrstoća je najveća sila prije loma. Naprezanje ispitnog opterećenja iznosi otprilike 90 % granice razvlačenja za većinu razreda čvrstoće.
Postupke opisane na ovoj stranici razvio je i terenski testirao tim Vibromera koristeći Balanset-1A, prijenosni dvokanalni balanser i analizator vibracija za balansiranje rotora na terenu.
Profesionalni instrumenti i softver za balansiranje na terenu. Koriste se u više od 50 zemalja.
