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볼트 인장 및 전단 강도 계산기
ISO 898-1 강도 등급 데이터를 바탕으로 미터 볼트의 극한 인장 하중을 계산하고, 단순화된 전단 용량 추정도 제공합니다. 볼트 크기와 강도 등급을 선택하십시오.
이 계산기는 Balanset 휴대용 밸런싱 계측기 제조사인 Vibromera 엔지니어링 팀이 개발하고 검증했습니다.
결과
최대 인장 하중
볼트가 파손되기 전에 견딜 수 있는 최대 인장력:
- Rm — 최대 인장 강도(MPa), 속성 등급에 따라 결정됨
- As — 인장 응력 면적(mm²), ISO 898-1 / ISO 261 기준
전단 용량 (단순화 추정치)
ISO 898-1은 볼트의 인장 및 보증 하중 특성을 정의하지만, 다음은 ~ 아니다 전단 강도를 규정하지 않습니다. 여기 표시된 값은 전단 강도를 인장 강도의 약 60%로 보는 널리 사용되는 단순화된 엔지니어링 추정치입니다(폰 미제스 기준, τ ≈ 0.58 σ):
이중 전단의 경우 2를 곱합니다(전단면이 두 개).
⚠️ 전단 설계 참고: 실제 전단 용량은 전단면이 나사산을 통과하는지 또는 비나사 몸통을 통과하는지, 이음부 미끄럼과 판 지압, 그리고 피로 하중에 따라 달라집니다. 설계 규정은 자체 값을 정의합니다. 예를 들어 Eurocode 3 (EN 1993-1-8)은 F를 사용합니다v = αv × fub × A with αv = 0.6은 4.6, 5.6 및 8.8 등급에 적용되지만 4.8, 5.8, 6.8 및 10.9 등급에는 0.5를 적용하며, 부분 안전계수도 함께 사용합니다. 전단 하중을 받는 이음부는 이 단순 추정치만으로 판단하지 말고, 항상 적용 가능한 구조 또는 기계 설계 규정에 따라 검증하십시오.
ISO 898-1에 따른 속성 등급
| 등급 | RM(MPa) | Rp0.2(MPa) | 일반적인 사용 |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | 저강도, 범용 |
| 5.8 | 520 | 420 | 구조적, 비사전하중 |
| 8.8 | 800 | 640 | 자동차, 기계류 (가장 일반적) |
| 10.9 | 1040 | 940 | 고강도 구조 |
| 12.9 | 1220 | 1100 | 최대 강도(합금강) |
실제 사례
주어진 조건: M10 볼트, 특성 등급 8.8, 단일 전단
As = 58.0mm², 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
⚠️ 주의: 이는 안전 계수를 고려하지 않은 최대 용량입니다. 설계 시에는 적절한 안전 계수(일반적으로 정적 하중의 경우 2~3, 피로 하중의 경우 4~6)를 적용하십시오.
인장 응력 면적(As)은 나사 체결구의 인장 하중 용량을 계산하는 데 사용되는 유효 단면적입니다. 나사 골 형상을 고려하므로 공칭 생크 단면적보다 작습니다. 값은 ISO 898-1에 표로 제시되어 있습니다.
극한 인장 하중은 Ft = Rm × As이며, 여기서 Rm은 (강도 구분에 따른) 극한 인장 강도이고 As는 인장 응력 면적입니다. 예를 들어 8.8 등급 볼트의 Rm은 800 MPa입니다.
첫 번째 숫자(8)는 최소 극한 인장 강도(MPa)의 1/100(800 MPa)을 나타냅니다. 두 번째 숫자(8)는 항복 강도 대 극한 강도 비율(0.8)의 10배입니다. 따라서 항복 강도 ≈ 800 × 0.8 = 640 MPa입니다.
ISO 898-1은 전단 강도를 규정하지 않으며, 인장 및 보증 하중 특성만 다룹니다. 일반적인 간이 추정에서는 von Mises 항복 기준에 근거하여 전단 강도를 인장 강도의 60%로 취합니다: Fs = 0.6 × Rm × As. Eurocode 3(EN 1993-1-8)와 같은 설계 규정은 자체 계수(강도 등급에 따라 0.6 또는 0.5)와 안전 계수를 추가로 적용합니다. 이중 전단(두 개의 면)의 경우 2를 곱합니다.
보증 하중은 영구 변형 없이 견딜 수 있는 최대 힘(탄성 한계)입니다. 극한 인장 강도는 파단 전까지의 최대 힘입니다. 대부분의 강도 등급에서 보증 하중 응력은 항복 강도의 약 90%입니다.
이 페이지에 설명된 절차는 Vibromera 팀이 현장 로터 밸런싱용 휴대형 2채널 밸런서 겸 진동 분석기인 Balanset-1A를 사용하여 개발하고 현장에서 테스트한 것입니다.
전문가용 현장 균형 측정 장비 및 소프트웨어. 50개국 이상에서 사용 중.
