Care este aria de solicitare la întindere a unui șurub?

Aria tensiunii de tracțiune (As) este aria secțiunii transversale efective utilizată pentru a calcula capacitatea de sarcină la tracțiune a unui element de fixare filetat. Este mai mică decât aria nominală a tijei deoarece ia în considerare geometria rădăcinii filetului. Este definită în ISO 898-1 și depinde de diametrul inițial și de diametrul minor al filetului.

Cum se calculează rezistența la tracțiune a șuruburilor?

Sarcina maximă de tracțiune a șurubului se calculează ca Ft = Rm × As, unde Rm este rezistența maximă la tracțiune a materialului șurubului (determinată de clasa de proprietate), iar As este aria tensiunii de tracțiune. De exemplu, un șurub de clasa 8.8 are Rm = 800 MPa.

Ce înseamnă clasa de proprietate a șuruburilor 8.8?

Primul număr (8) reprezintă 1/100 din rezistența maximă la tracțiune în MPa (800 MPa). Al doilea număr (8) reprezintă de 10 ori raportul dintre rezistența la rupere și rezistența maximă la tracțiune (0,8). Deci, rupere = 800 × 0,8 = 640 MPa.

Cum se calculează rezistența la forfecare a șuruburilor?

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 partial safety factors. For single shear, use one stress area; for double shear, multiply by 2.

Care este diferența dintre sarcina de probă și rezistența la tracțiune?

Sarcina de probă este forța maximă pe care un șurub o poate suporta fără deformare permanentă (limita elastică). Rezistența maximă la tracțiune este forța maximă înainte de fractură. Tensiunea de probă (Sp) este de aproximativ 90% din limita de curgere pentru majoritatea claselor de proprietate.

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.

ISO 898-1 M3 – M64 Clasa 4.6 – 12.9

Dimensiunea șurubului

Clasa de proprietate

Planuri de forfecare

Presetări rapide

Rezultate

Sarcină maximă de tracțiune (Ft)

—

Capacitate la forfecare (Fs, estimare simplificată)

—

Suprafața de tensiune la tracțiune (As)

—

Sarcină de curgere (Fy)

—

Rezistență maximă la tracțiune (Rm)

—

Sarcină maximă de tracțiune

Forța maximă de tracțiune pe care o poate suporta un șurub înainte de rupere:

R_m — rezistența maximă la tracțiune (MPa), din clasa de proprietate
A_s — 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 F_v = α_v × f_ub × A cu α_v = 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

Exemplu — Șurub M10 × 8,8

Dat: Șurub M10, clasa de rezistență 8.8, forfecare simplă

A_s = 58,0 mm², R_m = 800 MPa

F_t = 800 × 58,0 = 46.400 N = 46,4 kN

F_s = 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.