Aká je plocha ťahového napätia skrutky?

Plocha ťahového napätia (As) je efektívna plocha prierezu používaná na výpočet únosnosti závitového spojovacieho prvku v ťahu. Je menšia ako menovitá plocha drieku, pretože zohľadňuje geometriu koreňa závitu. Je definovaná v norme ISO 898-1 a závisí od rozstupového priemeru a menšieho priemeru závitu.

Ako sa vypočítava pevnosť v ťahu skrutiek?

Medza pevnosti v ťahu skrutky sa vypočíta ako Ft = Rm × As, kde Rm je medza pevnosti v ťahu materiálu skrutky (určená triedou pevnosti) a As je plocha ťahového napätia. Napríklad skrutka triedy 8.8 má Rm = 800 MPa.

Čo znamená trieda vlastností skrutiek 8.8?

Prvé číslo (8) predstavuje 1/100 minimálnej medze pevnosti v ťahu v MPa (800 MPa). Druhé číslo (8) predstavuje 10-násobok pomeru medze klzu k medzi pevnosti v ťahu (0,8). Teda medza klzu = 800 × 0,8 = 640 MPa.

Ako sa vypočíta šmyková pevnosť skrutiek?

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.

Aký je rozdiel medzi skúšobným zaťažením a pevnosťou v ťahu?

Skúšobné zaťaženie je maximálna sila, ktorú skrutka znesie bez trvalej deformácie (medza pružnosti). Medza pevnosti v ťahu je maximálna sila pred lomom. Skúšobné zaťaženie (Sp) je približne 90% medze klzu pre väčšinu tried pevnosti.

Bezplatný inžiniersky nástroj

Kalkulačka pevnosti v ťahu a šmyku skrutiek

Vypočítajte medzné ťahové zaťaženie metrických skrutiek z údajov tried pevnosti ISO 898-1 a tiež zjednodušený odhad šmykovej nosnosti. Vyberte veľkosť skrutky a triedu pevnosti.

ISO 898-1 M3 – M64 Trieda 4.6 – 12.9

Veľkosť skrutky

Skupina pevnosti

Strihové roviny

Rýchle predvoľby

Výsledky

Konečné ťahové zaťaženie (Ft)

—

Šmyková nosnosť (Fs, zjednodušený odhad)

—

Plocha ťahového napätia (As)

—

Zaťaženie na klz (Fy)

—

Medza pevnosti v ťahu (Rm)

—

Medzné ťahové zaťaženie

Maximálna ťahová sila, ktorú skrutka vydrží pred zlomením:

R_m — medza pevnosti v ťahu (MPa) z triedy pevnosti
A_s — plocha ťahového napätia (mm²), podľa ISO 898-1 / ISO 261

Šmyková nosnosť (zjednodušený odhad)

ISO 898-1 definuje vlastnosti skrutiek v ťahu a pri skúšobnom zaťažení — ne nie špecifikuje pevnosť v šmyku. Tu zobrazená hodnota je široko používaný zjednodušený technický odhad, ktorý predpokladá pevnosť v šmyku približne 60 % pevnosti v ťahu (na základe kritéria von Mises, τ ≈ 0.58 σ):

Pre dvojitý šmyk vynásobte číslom 2 (dve šmykové roviny).

⚠️ Poznámka k návrhu v šmyku: Skutočná šmyková nosnosť závisí od toho, či šmyková rovina prechádza závitom alebo nezávitovanou stopkou, od preklzu spoja a dosadnutia plechu aj od únavového zaťaženia. Návrhové normy definujú vlastné hodnoty — napr. Eurokód 3 (EN 1993-1-8) používa F_v = α_v × f_ub × A with α_v = 0.6 pre triedy 4.6, 5.6 a 8.8, ale 0.5 pre triedy 4.8, 5.8, 6.8 a 10.9, spolu s parciálnymi bezpečnostnými súčiniteľmi. Spoje zaťažené v šmyku vždy overte podľa príslušnej stavebnej alebo strojárskej návrhovej normy, nie iba podľa tohto zjednodušeného odhadu.

Triedy vlastností podľa normy ISO 898-1

Trieda	Rm (MPa)	Rp0,2 (MPa)	Typické použitie
4.6	400	240	Nízka pevnosť, všeobecné použitie
5.8	520	420	Štrukturálne, bez predpätia
8.8	800	640	Automobilový priemysel, strojárstvo (najbežnejšie)
10.9	1040	940	Vysokopevnostná konštrukcia
12.9	1220	1100	Maximálna pevnosť (legovaná oceľ)

Praktický príklad

Príklad – Skrutka M10 × 8,8

Vzhľadom na to, že: Skrutka M10, trieda pevnosti 8,8, jednoduchá strižná pevnosť

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

⚠️ Poznámka: Ide o medzné únosnosti bez bezpečnostných faktorov. Na účely návrhu použite vhodné bezpečnostné faktory (zvyčajne 2 – 3 pre statickú pevnosť, 4 – 6 pre únavu).