Бесплатан инжењерски алат
Калкулатор затезне и смицајне чврстоће вијака
Израчунајте гранично затезно оптерећење метричких вијака из података о класама чврстоће према ISO 898-1, уз поједностављену процену носивости на смицање. Изаберите величину вијка и класу чврстоће.
Овај калкулатор развио је и проверио инжењерски тим компаније Vibromera, произвођача преносивих уређаја за балансирање Balanset.
Резултати
Крајње затезно оптерећење
Максимална затезна сила коју вијак може да издржи пре лома:
- Рm — гранична затезна чврстоћа (MPa), из класе својства
- As — површина затезног пресека (мм²), према ISO 898-1 / ISO 261
Носивост на смицање (поједностављена процена)
ISO 898-1 дефинише затезне карактеристике и пробна оптерећења вијака — не не дефинише чврстоћу на смицање. Овде приказана вредност је широко коришћена поједностављена инжењерска процена која узима да је чврстоћа на смицање приближно 60% затезне чврстоће (на основу вон Мисес-овог критеријума, τ ≈ 0.58 σ):
За двоструко смицање, помножите са 2 (две равни смицања).
⚠️ Напомена за прорачун на смицање: Стварна носивост на смицање зависи од тога да ли раван смицања пролази кроз навој или глатки део тела вијка, од проклизавања споја и налегања плоча, као и од заморног оптерећења. Пројектни стандарди дефинишу сопствене вредности — нпр. Еуроцоде 3 (EN 1993-1-8) користи Фv = αv × fub × A with αv = 0.6 за класе 4.6, 5.6 и 8.8, али 0.5 за класе 4.8, 5.8, 6.8 и 10.9, заједно са парцијалним факторима сигурности. Спојеве оптерећене на смицање увек проверите према одговарајућем грађевинском или машинском пројектном стандарду, а не само према овој поједностављеној процени.
Класе својстава према ISO 898-1
| Класа | Rm (MPa) | Rp0.2 (MPa) | Типична употреба |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | Ниска чврстоћа, општа намена |
| 5.8 | 520 | 420 | Структурно, без претходног оптерећења |
| 8.8 | 800 | 640 | Аутомобилска индустрија, машине (најчешће) |
| 10.9 | 1040 | 940 | Високочврста конструкциона примена |
| 12.9 | 1220 | 1100 | Максимална чврстоћа (легирани челик) |
Практични пример
Дато: Вијак М10, класа чврстоће 8.8, једноструко смицање
As = 58,0 mm², Rm = 800 МПа
Фt = 800 × 58,0 = 46.400 N = 46,4 kN
Фs = 0,6 × 800 × 58,0 = 27.840 N = 27,8 kN
⚠️ Напомена: Ово су гранични капацитети без фактора сигурности. Примените одговарајуће факторе сигурности (обично 2–3 за статичко, 4–6 за замор) за потребе пројектовања.
Површина напрезања при затезању (As) је ефективна површина попречног пресека која се користи за прорачун носивости навојног везног елемента на затезање. Мања је од номиналне површине стабла јер узима у обзир геометрију дна навоја. Вредности су дате у табелама у ISO 898-1.
Гранично затезно оптерећење је Ft = Rm × As, где је Rm затезна чврстоћа (из класе чврстоће), а As површина напрезања при затезању. На пример, завртањ класе 8.8 има Rm = 800 MPa.
Први број (8) представља 1/100 минималне затезне чврстоће у MPa (800 MPa). Други број (8) је 10× однос границе течења и затезне чврстоће (0.8). Дакле, граница течења ≈ 800 × 0.8 = 640 MPa.
ISO 898-1 не прописује чврстоћу на смицање — обухвата само затезна својства и својства при пробном оптерећењу. Уобичајена поједностављена процена узима чврстоћу на смицање као 60% затезне чврстоће: Fs = 0.6 × Rm × As, на основу критеријума течења по von Mises-у. Прописи за пројектовање као што је Eurocode 3 (EN 1993-1-8) примењују сопствене факторе (0.6 или 0.5 у зависности од класе чврстоће) плус коефицијенте сигурности. За двоструко смицање (две равни) помножите са 2.
Пробно оптерећење је максимална сила без трајне деформације (граница еластичности). Затезна чврстоћа је максимална сила пре лома. Напон при пробном оптерећењу износи приближно 90% границе течења за већину класа чврстоће.
Поступци описани на овој страници развила је и теренски тестирала екипа Vibromera уз помоћ уређаја Balanset-1A, преносивог двоканалног балансера и анализатора вибрација за балансирање ротора на лицу места.
Професионални инструменти и софтвер за балансирање на терену. Користе се у преко 50 земаља.
