Ferramenta de Engenharia Gratuita
Calculadora de Resistência à Tração e Cisalhamento de Parafusos
Calcule a carga de tração última de parafusos métricos a partir dos dados de classe de propriedade da ISO 898-1, além de uma estimativa simplificada da capacidade de cisalhamento. Selecione o tamanho do parafuso e a classe de propriedade.
Esta calculadora foi desenvolvida e verificada pela equipe de engenharia da Vibromera, fabricante dos instrumentos portáteis de balanceamento Balanset.
Resultados
Carga de Tração Última
A força de tração máxima que um parafuso pode suportar antes da fratura:
- Rm — resistência à tração última (MPa), da classe de propriedade
- As — área de tensão de tração (mm²), conforme ISO 898-1 / ISO 261
Capacidade de Cisalhamento (Estimativa Simplificada)
A ISO 898-1 define as propriedades de tração e carga de ensaio dos parafusos — ela não não especifica a resistência ao cisalhamento. O valor mostrado aqui é uma estimativa de engenharia simplificada amplamente utilizada que considera a resistência ao cisalhamento como aproximadamente 60% da resistência à tração (com base no critério de von Mises, τ ≈ 0,58 σ):
Para cisalhamento duplo, multiplique por 2 (dois planos de cisalhamento).
⚠️ Nota de projeto para cisalhamento: A capacidade de cisalhamento real depende se o plano de cisalhamento passa pelas roscas ou pelo fuste sem rosca, no deslizamento da junta e no apoio da placa, e na carga de fadiga. As normas de projeto definem seus próprios valores — por exemplo, o Eurocódigo 3 (EN 1993-1-8) usa Fv = αv × fub × A com αv = 0,6 para as classes 4.6, 5.6 e 8.8, mas 0,5 para as classes 4.8, 5.8, 6.8 e 10.9, juntamente com fatores parciais de segurança. Verifique sempre as juntas submetidas a cisalhamento contra a norma de projeto estrutural ou mecânico aplicável, não apenas esta estimativa simplificada.
Classes de Propriedade conforme ISO 898-1
| Classe | Rm (MPa) | Rp0.2 (MPa) | Uso Típico |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | Baixa resistência, uso geral |
| 5.8 | 520 | 420 | Estrutural, sem pré-carga |
| 8.8 | 800 | 640 | Automotivo, máquinas (mais comum) |
| 10.9 | 1040 | 940 | Estrutural de alta resistência |
| 12.9 | 1220 | 1100 | Máxima resistência (aço liga) |
Exemplo Prático
Dados: Parafuso M10, classe de propriedade 8.8, cisalhamento simples
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: Estas são capacidades últimas sem fatores de segurança. Aplique fatores de segurança apropriados (tipicamente 2–3 para estático, 4–6 para fadiga) para fins de projeto.
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.
Os procedimentos descritos nesta página foram desenvolvidos e testados em campo pela equipe da Vibromera utilizando o Balanset-1A, um balanceador portátil de dois canais e analisador de vibração para balanceamento de rotores no local.
Instrumentos e software profissionais de balanceamento em campo. Utilizados em mais de 50 países.
