Brezplačno inženirsko orodje
Kalkulator natezne in strižne trdnosti vijakov
Izračunajte končno natezno obremenitev metričnih vijakov iz podatkov o trdnostnem razredu po ISO 898-1 ter poenostavljeno oceno strižne nosilnosti. Izberite velikost vijaka in trdnostni razred.
Ta kalkulator je razvila in preverila inženirska ekipa Vibromere, proizvajalca prenosnih naprav za uravnoteženje Balanset.
Rezultati
Končna natezna obremenitev
Največja natezna sila, ki jo vijak lahko prenese pred zlomom:
- Rm — natezna trdnost (MPa) iz razreda trdnosti
- As — površina natezne napetosti (mm²), iz ISO 898-1 / ISO 261
Strižna nosilnost (poenostavljena ocena)
ISO 898-1 določa natezne lastnosti in lastnosti vijakov pri preizkusni obremenitvi — ne ne določa strižne trdnosti. Tukaj prikazana vrednost je pogosto uporabljena poenostavljena inženirska ocena, ki predpostavlja strižno trdnost približno 60 % natezne trdnosti (na podlagi von Misesovega kriterija, τ ≈ 0.58 σ):
Za dvojno striženje pomnožite z 2 (dve strižni ravnini).
⚠️ Opomba k projektiranju na strig: Dejanska strižna nosilnost je odvisna od tega, ali strižna ravnina poteka skozi navoj ali skozi nenavojeni stebelni del, od zdrsa spoja in naleganja plošče ter od utrujenostne obremenitve. Projektni predpisi določajo svoje vrednosti — npr. Eurocode 3 (EN 1993-1-8) uporablja Fv = αv × fub × A z αv = 0.6 za razrede 4.6, 5.6 in 8.8, vendar 0.5 za razrede 4.8, 5.8, 6.8 in 10.9, skupaj z delnimi varnostnimi faktorji. Spoje, obremenjene na strig, vedno preverite glede na veljavni konstrukcijski ali strojni projektni predpis, ne le po tej poenostavljeni oceni.
Razredi lastnosti po standardu ISO 898-1
| Razred | Rm (MPa) | Rp0,2 (MPa) | Tipična uporaba |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | Nizka trdnost, splošna uporaba |
| 5.8 | 520 | 420 | Strukturno, brez prednapetosti |
| 8.8 | 800 | 640 | Avtomobilizem, stroji (najpogostejše) |
| 10.9 | 1040 | 940 | Visoko trdna konstrukcija |
| 12.9 | 1220 | 1100 | Največja trdnost (legirano jeklo) |
Praktični primer
Dano: Vijak M10, razred trdnosti 8.8, enojni strižni
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
⚠️ Opomba: To so končne nosilnosti brez varnostnih faktorjev. Za namene načrtovanja uporabite ustrezne varnostne faktorje (običajno 2–3 za statično, 4–6 za utrujanje).
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.
Postopki, opisani na tej strani, so bili razviti in terensko preizkušeni s strani ekipe Vibromera z uporabo naprave Balanset-1A, prenosnega dvokanalnega uravnoteževalnika in analizatorja vibracij za uravnoteženje rotorjev na mestu uporabe.
Profesionalni instrumenti in programska oprema za uravnoteženje na terenu. Uporabljajo se v več kot 50 državah.
