Instrument de inginerie gratuit
Calculator de rezistență la tracțiune și forfecare a șuruburilor
Calculați sarcina ultimă de tracțiune a șuruburilor metrice pe baza datelor clasei de proprietăți ISO 898-1, plus o estimare simplificată a capacității la forfecare. Selectați dimensiunea șurubului și clasa de proprietăți.
Acest calculator a fost dezvoltat și verificat de echipa de inginerie Vibromera, producătorul instrumentelor portabile de echilibrare Balanset.
Rezultate
Sarcină maximă de tracțiune
Forța maximă de tracțiune pe care o poate suporta un șurub înainte de rupere:
- Rm — rezistența maximă la tracțiune (MPa), din clasa de proprietate
- As — suprafața de tensiune la tracțiune (mm²), conform ISO 898-1 / ISO 261
Capacitate la forfecare (estimare simplificată)
ISO 898-1 definește proprietățile la tracțiune și la sarcina de probă ale șuruburilor — nu nu specifică rezistența la forfecare. Valoarea afișată aici este o estimare inginerească simplificată, utilizată pe scară largă, care consideră rezistența la forfecare ca fiind aproximativ 60% din rezistența la tracțiune (pe baza criteriului von Mises, τ ≈ 0.58 σ):
Pentru forfecare dublă, înmulțiți cu 2 (două plane de forfecare).
⚠️ Notă privind proiectarea la forfecare: Capacitatea reală la forfecare depinde de faptul dacă planul de forfecare trece prin filet sau prin tija nefiletată, de alunecarea îmbinării și presiunea pe placă, precum și de solicitarea la oboseală. Codurile de proiectare definesc propriile valori — de ex. Eurocod 3 (EN 1993-1-8) folosește Fv = αv × fub × A cu αv = 0.6 pentru clasele 4.6, 5.6 și 8.8, dar 0.5 pentru clasele 4.8, 5.8, 6.8 și 10.9, împreună cu coeficienți parțiali de siguranță. Verificați întotdeauna îmbinările solicitate la forfecare în raport cu codul structural sau mecanic de proiectare aplicabil, nu doar cu această estimare simplificată.
Clase de rezistență conform ISO 898-1
| Clasă | Rm (MPa) | Rp0,2 (MPa) | Utilizare tipică |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | Rezistență redusă, uz general |
| 5.8 | 520 | 420 | Structural, nepretensionat |
| 8.8 | 800 | 640 | Auto, utilaje (cele mai comune) |
| 10.9 | 1040 | 940 | Structural, de înaltă rezistență |
| 12.9 | 1220 | 1100 | Rezistență maximă (oțel aliat) |
Exemplu practic
Dat: Șurub M10, clasa de rezistență 8.8, forfecare simplă
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
⚠️ Notă: Acestea sunt capacități maxime fără factori de siguranță. Aplicați factori de siguranță adecvați (de obicei 2-3 pentru statică, 4-6 pentru oboseală) în scopuri de proiectare.
Aria secțiunii rezistente la tracțiune (As) este aria efectivă a secțiunii transversale folosită pentru calculul capacității la tracțiune a unui element de fixare filetat. Este mai mică decât aria nominală a tijei, deoarece ține cont de geometria rădăcinii filetului. Valorile sunt tabelate în ISO 898-1.
Sarcina de rupere la tracțiune este Ft = Rm × As, unde Rm este rezistența la rupere la tracțiune (din clasa de calitate), iar As este aria secțiunii rezistente la tracțiune. De exemplu, un șurub din clasa 8.8 are Rm = 800 MPa.
Prima cifră (8) reprezintă 1/100 din rezistența minimă la rupere la tracțiune în MPa (800 MPa). A doua cifră (8) este de 10 ori raportul dintre limita de curgere și rezistența la rupere (0,8). Deci limita de curgere ≈ 800 × 0,8 = 640 MPa.
ISO 898-1 nu specifică rezistența la forfecare — acoperă doar proprietățile la tracțiune și sarcina de probă. O estimare simplificată uzuală consideră rezistența la forfecare ca fiind 60% din rezistența la tracțiune: Fs = 0,6 × Rm × As, pe baza criteriului de curgere von Mises. Normele de proiectare, precum Eurocode 3 (EN 1993-1-8), aplică proprii factori (0,6 sau 0,5, în funcție de clasa de calitate) plus factori de siguranță. Pentru forfecare dublă (două planuri), înmulțiți cu 2.
Sarcina de probă este forța maximă fără deformare permanentă (limita elastică). Rezistența la rupere la tracțiune este forța maximă înainte de rupere. Tensiunea la sarcina de probă este de aproximativ 90% din limita de curgere pentru majoritatea claselor de calitate.
Procedurile descrise în această pagină au fost dezvoltate și testate pe teren de echipa Vibromera cu ajutorul Balanset-1A, un balansor portabil cu două canale și analizor de vibrații pentru echilibrarea rotoarelor la fața locului.
Instrumente și software profesionale de echilibrare pe teren. Utilizate în peste 50 de țări.
