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Calculadora de resistência à tração e ao cisalhamento de parafusos
Calcule a carga última de tração de parafusos métricos a partir dos dados de classe de propriedade da ISO 898-1, mais uma estimativa simplificada da capacidade ao corte. Selecione o tamanho do parafuso e a classe de propriedade.
Esta calculadora foi desenvolvida e verificada pela equipa de engenharia da Vibromera, fabricante dos instrumentos portáteis de equilibragem Balanset.
Resultados
Carga de tração máxima
A força de tração máxima que um parafuso pode suportar antes de se romper:
- Rm — resistência máxima à tração (MPa), da classe de propriedade
- As — área de tensão de tração (mm²), de acordo com a ISO 898-1 / ISO 261
Capacidade ao Corte (Estimativa Simplificada)
A ISO 898-1 define as propriedades de tração e de carga de prova dos parafusos — não não especifica a resistência ao corte. O valor apresentado aqui é uma estimativa simplificada de engenharia amplamente utilizada, que considera a resistência ao corte 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 ao corte: A capacidade real ao corte depende de o plano de corte passar pelas roscas ou pela haste sem rosca, do deslizamento da junta e da pressão de apoio na chapa, e da carga por fadiga. Os códigos de projeto definem os seus próprios valores — por exemplo, o Eurocódigo 3 (EN 1993-1-8) utiliza 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 coeficientes parciais de segurança. Verifique sempre as juntas solicitadas ao corte face ao código estrutural ou mecânico aplicável, e não apenas com esta estimativa simplificada.
Classes de propriedades de acordo com a ISO 898-1
| Classe | Rm (MPa) | Rp0,2 (MPa) | Uso típico |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | De baixa resistência e uso geral. |
| 5.8 | 520 | 420 | Estrutural, não pré-carregado |
| 8.8 | 800 | 640 | Automotivo, maquinário (mais comum) |
| 10.9 | 1040 | 940 | Estrutural de alta resistência |
| 12.9 | 1220 | 1100 | Máxima resistência (aço liga) |
Exemplo prático
Dado: Parafuso M10, classe de resistência 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 as capacidades máximas sem fatores de segurança. Aplique fatores de segurança apropriados (normalmente 2–3 para carga estática, 4–6 para carga por 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 equipa da Vibromera com o Balanset-1A, um equilibrador de dois canais e analisador de vibrações portátil para equilibragem de rotores no local.
Instrumentos e software profissionais para balanceamento de campo. Utilizados em mais de 50 países.
