Бесплатный инженерный инструмент
Калькулятор прочности болта на растяжение & срез
Рассчитайте предельную растягивающую нагрузку метрических болтов по данным классов прочности ISO 898-1, а также упрощенную оценку несущей способности на срез. Выберите размер болта и класс прочности.
Этот калькулятор разработан и проверен инженерной командой Vibromera, производителя портативных балансировочных приборов Balanset.
Результаты
Максимальная нагрузка при растяжении
Максимальное усилие растяжения, которое болт может выдержать до разрушения:
- Rm — предел прочности при растяжении (МПа), по классу свойств
- As — площадь сечения при растяжении (мм²), согласно ISO 898-1 / ISO 261
Несущая способность на срез (упрощенная оценка)
ISO 898-1 определяет характеристики растяжения и пробной нагрузки болтов — он не не являются определяет прочность на срез. Значение, показанное здесь, является широко используемой упрощенной инженерной оценкой, принимающей прочность на срез примерно равной 60% от прочности на растяжение (на основе критерия фон Мизеса, τ ≈ 0.58 σ):
Для двойного среза умножьте на 2 (две плоскости среза).
⚠️ Примечание по расчету на срез: Фактическая несущая способность на срез зависит от того, проходит ли плоскость среза через резьбу или через гладкую часть стержня, от проскальзывания соединения и смятия пластины, а также от усталостной нагрузки. Расчетные нормы задают собственные значения — например, Eurocode 3 (EN 1993-1-8) использует Fv = αv × fub × A with αv = 0.6 для классов 4.6, 5.6 и 8.8, но 0.5 для классов 4.8, 5.8, 6.8 и 10.9, вместе с частными коэффициентами запаса. Всегда проверяйте соединения, работающие на срез, по применимым строительным или машиностроительным нормам проектирования, а не только по этой упрощенной оценке.
Классы свойств в соответствии с ISO 898-1
| Класс | Rm (МПа) | Rp0.2 (МПа) | Типичные области применения |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | Низкопрочная, общего назначения |
| 5.8 | 520 | 420 | Строительные конструкции, без предварительного натяжения |
| 8.8 | 800 | 640 | Автомобилестроение, машиностроение (наиболее распространенные) |
| 10.9 | 1040 | 940 | Высокопрочные строительные конструкции |
| 12.9 | 1220 | 1100 | Максимальная прочность (легированная сталь) |
Практический пример
Дано: Болт M10, класс прочности 8.8, одинарный срез
As = 58,0 мм², Rm = 800 МПа
Ft = 800 × 58,0 = 46 400 Н = 46,4 кН
Fs = 0,6 × 800 × 58,0 = 27 840 Н = 27,8 кН
⚠️ Примечание: Это предельные нагрузки без коэффициентов безопасности. При проектировании следует применять соответствующие коэффициенты безопасности (обычно 2–3 для статических нагрузок и 4–6 для усталостных нагрузок).
Площадь поперечного сечения при растяжении (As) — эффективная площадь, по которой рассчитывается несущая способность резьбового крепежа при растяжении. Она меньше номинальной площади стержня, так как учитывает геометрию впадин резьбы. Значения приведены в таблицах ISO 898-1.
Предельная растягивающая нагрузка равна Ft = Rm × As, где Rm — предел прочности при растяжении (определяется классом прочности), а As — площадь сечения при растяжении. Например, у болта класса 8.8 Rm = 800 МПа.
Первая цифра (8) — 1/100 минимального предела прочности при растяжении в МПа (800 МПа). Вторая цифра (8) — 10-кратное отношение предела текучести к пределу прочности (0,8). Значит, предел текучести ≈ 800 × 0,8 = 640 МПа.
ISO 898-1 не задаёт прочность на срез — стандарт охватывает только свойства при растяжении и пробной нагрузке. Распространённая упрощённая оценка принимает прочность на срез равной 60% от прочности на растяжение: Fs = 0,6 × Rm × As, исходя из критерия текучести Мизеса. Нормы проектирования, такие как Eurocode 3 (EN 1993-1-8), применяют собственные коэффициенты (0,6 или 0,5 в зависимости от класса прочности) и коэффициенты запаса. Для двойного среза (две плоскости) умножьте на 2.
Пробная нагрузка — максимальное усилие без остаточной деформации (предел упругости). Предел прочности при растяжении — максимальное усилие до разрушения. Напряжение от пробной нагрузки составляет около 90% предела текучести для большинства классов прочности.
Процедуры, описанные на этой странице, были разработаны и опробованы в полевых условиях командой Vibromera с использованием Balanset-1A — портативного двухканального балансировочного прибора и анализатора вибрации для балансировки роторов на месте эксплуатации.
Профессиональные приборы и программное обеспечение для балансировки оборудования в полевых условиях. Используются более чем в 50 странах.
