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.
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.
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.
