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).
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.
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.
