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Calcolatore di resistenza alla trazione e al taglio dei bulloni
Calcola il carico ultimo di trazione dei bulloni metrici dai dati di classe di resistenza ISO 898-1, più una stima semplificata della capacità a taglio. Seleziona la misura del bullone e la classe di resistenza.
Questo calcolatore è stato sviluppato e verificato dal team di ingegneria Vibromera, produttore degli strumenti di bilanciamento portatili Balanset.
Risultati
Carico di trazione massimo
La massima forza di trazione che un bullone può sostenere prima della rottura:
- Rm — resistenza alla trazione ultima (MPa), dalla classe di proprietà
- As — area di sollecitazione a trazione (mm²), da ISO 898-1 / ISO 261
Capacità a taglio (stima semplificata)
La ISO 898-1 definisce le proprietà di trazione e di carico di prova dei bulloni, ma non non specifica la resistenza a taglio. Il valore mostrato qui è una stima tecnica semplificata ampiamente utilizzata che assume la resistenza a taglio pari a circa il 60% della resistenza a trazione (in base al criterio di von Mises, τ ≈ 0.58 σ):
Per un doppio taglio, moltiplicare per 2 (due piani di taglio).
⚠️ Nota sulla progettazione a taglio: La capacità a taglio reale dipende dal fatto che il piano di taglio attraversi i filetti o il gambo non filettato, dallo slittamento del giunto e dalla pressione sulle piastre, nonché dal carico a fatica. I codici di progettazione definiscono i propri valori — per esempio Eurocodice 3 (EN 1993-1-8) usa Fv = αv × fub × A with αv = 0.6 per le classi 4.6, 5.6 e 8.8 ma 0.5 per le classi 4.8, 5.8, 6.8 e 10.9, insieme a coefficienti parziali di sicurezza. Verifica sempre i giunti sollecitati a taglio rispetto al codice strutturale o meccanico applicabile, non solo con questa stima semplificata.
Classi di proprietà secondo ISO 898-1
| Classe | Rm (MPa) | Rp0,2 (MPa) | Utilizzo tipico |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | Bassa resistenza, uso generale |
| 5.8 | 520 | 420 | Strutturale, non precaricato |
| 8.8 | 800 | 640 | Automobilistico, macchinari (più comune) |
| 10.9 | 1040 | 940 | Strutturale ad alta resistenza |
| 12.9 | 1220 | 1100 | Massima resistenza (acciaio legato) |
Esempio pratico
Dato: Bullone M10, classe di proprietà 8.8, taglio singolo
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
⚠️ Nota: Queste sono le capacità massime senza fattori di sicurezza. Applicare fattori di sicurezza appropriati (tipicamente 2-3 per la resistenza statica, 4-6 per la resistenza a fatica) ai fini della progettazione.
The tensile stress area (As) is the effective cross-sectional area used to calculate the tensile load capacity of a threaded fastener. It is smaller than the nominal shank area because it accounts for the thread root geometry. Values are tabulated in ISO 898-1.
Ultimate tensile load is Ft = Rm × As, where Rm is the ultimate tensile strength (from the property class) and As is the tensile stress area. For example, a class 8.8 bolt has Rm = 800 MPa.
The first number (8) represents 1/100th of the minimum ultimate tensile strength in MPa (800 MPa). The second number (8) is 10× the ratio of yield to ultimate strength (0.8). So yield ≈ 800 × 0.8 = 640 MPa.
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 safety factors. For double shear (two planes), multiply by 2.
Proof load is the maximum force without permanent deformation (elastic limit). Ultimate tensile strength is the maximum force before fracture. Proof load stress is approximately 90% of yield strength for most property classes.
Le procedure descritte in questa pagina sono state sviluppate e collaudate sul campo dal team Vibromera utilizzando il Balanset-1A, un bilanciatore portatile a due canali e analizzatore di vibrazioni per l'equilibratura dei rotori in loco.
Strumenti e software professionali per il bilanciamento sul campo. Utilizzati in oltre 50 paesi.
