เครื่องมือวิศวกรรมฟรี
ตัวแปลงหน่วยแรง
แปลงหน่วยแรงหลักทั้งหมดได้ทันที แสดงผลพร้อมกันทั้งนิวตัน กิโลนิวตัน ปอนด์-แรง กิโลกรัม-แรง และอื่นๆ.
ทุกหน่วย
หน่วยกำลัง
นิวตัน (N) เป็นหน่วย SI ของแรง: 1 N = 1 kg·m/s² หน่วยอื่นๆ ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่:
| หน่วย | = นิวตัน | Notes |
|---|---|---|
| 1 ไดน์ | 0.00001 | หน่วย CGS (1 กรัม·ซม./วินาที²) |
| 1 พีดีแอล | 0.138255 | ปอนด์ (1 ปอนด์·ฟุต/วินาที²) |
| 1 น. | 1 | หน่วย SI |
| 1 daN | 10 | เดคานิวตัน ≈ 1 กิโลกรัมแรง |
| 1 กก. | 9.80665 | กิโลกรัม-แรง (= 1 กก. × กรัม) |
| 1 ปอนด์ | 4.44822 | ปอนด์แรง |
| 1 กิโลนิวตัน | 1000 | คิโลนิวตัน |
| 1 กิโลพีค | 4448.22 | กิโลปอนด์ (1000 ปอนด์) |
| 1 ม.ค. | 1000000 | เมกะนิวตัน |
ความเท่าเทียมกันทั่วไป
1 กิโลกรัมแรง = 9.80665 นิวตัน (อย่างแม่นยำ ตามนิยามของแรงโน้มถ่วงมาตรฐาน)
1 ปอนด์ = 4.44822 นิวตัน
1 daN ≈ 1.0197 kgf (มักใช้แทนกันได้ในทางปฏิบัติของยุโรป)
ค่านิยมของแรงทางวิศวกรรมทั่วไป
| จาก → ถึง | คูณด้วย | ตัวอย่าง |
|---|---|---|
| N → lbf | 0.22481 | 100 นิวตัน = 22.48 ปอนด์ |
| lbf → N | 4.44822 | 100 ปอนด์ = 444.8 นิวตัน |
| N → kgf | 0.10197 | 100 นิวตัน = 10.20 กิโลกรัมแรง |
| kgf → N | 9.80665 | 100 กิโลกรัมแรง = 980.7 นิวตัน |
| กิโลนิวตัน → กิโลกิโลปอนด์ | 0.22481 | 10 กิโลนิวตัน = 2.248 กิโลปอนด์ |
| กิโลนิวตัน → กิโลนิวตัน | 4.44822 | 1 กิโลปอนด์ = 4.448 กิโลนิวตัน |
แรงในงานประยุกต์ทางวิศวกรรม
- แรงดึงล่วงหน้าของสลักเกลียว: โดยทั่วไปจะแสดงเป็นกิโลนิวตัน (เช่น M16 คลาส 8.8 → แรงดึงเริ่มต้น ~50 กิโลนิวตัน)
- การประกอบแบบกดพอดี: แรงในหน่วยกิโลนิวตันหรือตัน-แรง
- แรงสปริง: หน่วยเป็น N หรือ lbf โดยมีค่าอัตราสปริงเป็น N/mm หรือ lbf/in
- กระบอกไฮดรอลิก: F = P × A (ความดัน × พื้นที่) โดยทั่วไปจะมีหน่วยเป็น kN หรือตัน
- รับน้ำหนักบรรทุก: kN (พิกัดรับน้ำหนักแบบไดนามิกและแบบคงที่)
- ภาระโครงสร้าง: kN สำหรับคานเหล็ก, kip สำหรับเหล็กโครงสร้างของสหรัฐอเมริกา
- การยก/การติดตั้งอุปกรณ์: วัดเป็นตัน (เมตริกตัน-แรง) หรือตัน (ชอร์ตตัน)
กฎข้อที่สองของนิวตัน
นิวตันถูกนิยามผ่านสูตร F = m × a:
- 1 นิวตัน = 1 กิโลกรัม × 1 เมตร/วินาที² (แรงที่ทำให้วัตถุ 1 กิโลกรัม เคลื่อนที่ด้วยอัตราเร่ง 1 เมตร/วินาที²)
- 1 ไดน์ = 1 กรัม × 1 ซม./วินาที² (เทียบเท่า CGS)
- 1 pdl = 1 lb × 1 ft/s² (หน่วยสัมบูรณ์แบบอิมพีเรียล)
- น้ำหนักบนโลก: W = m × g โดยที่ g = 9.80665 m/s²
การประเมินทางจิตอย่างรวดเร็ว
- 1 kgf ≈ 10 N (ที่จริงคือ 9.807 N — ภายใน 2%)
- 1 lbf ≈ 4.5 N (ที่จริงคือ 4.448 N — ภายใน 1%)
- 1 กิโลนิวตัน ≈ 100 กิโลกรัมแรง ≈ 225 ปอนด์แรง
- แรง 1 ตัน ≈ 10 กิโลนิวตัน (ที่จริงคือ 9.807 กิโลนิวตัน)
- 1 กิโลปอนด์ ≈ 4.5 กิโลนิวตัน
ค่าแรงดึงล่วงหน้าทั่วไปสำหรับสลักเกลียวเมตริกที่แรงดึงทดสอบ 90% มีประโยชน์สำหรับการเชื่อมโยงหน่วยแรงกับงานวิศวกรรมยึดตรึงในทางปฏิบัติ.
| ขนาดสลักเกลียว | คลาส 8.8 (กิโลนิวตัน) | คลาส 10.9 (กิโลนิวตัน) | คลาส 12.9 (กิโลนิวตัน) |
|---|---|---|---|
| เอ็ม6 | 8.8 | 12.5 | 14.6 |
| เอ็ม8 | 16.1 | 22.8 | 26.7 |
| เอ็ม10 | 25.5 | 36.1 | 42.2 |
| เอ็ม12 | 36.6 | 51.8 | 60.6 |
| เอ็ม16 | 67.5 | 95.5 | 111.8 |
| เอ็ม20 | 105 | 149 | 174 |
| เอ็ม24 | 152 | 215 | 251 |
| เอ็ม30 | 242 | 343 | 401 |
ค่าที่ระบุไว้เป็นค่าที่ได้จากการคำนวณโดยใช้เกลียวหยาบมาตรฐานและไม่มีการหล่อลื่น แรงกดอัดจริงขึ้นอยู่กับค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน วิธีการขัน และสภาพพื้นผิว.
ความสัมพันธ์ระหว่างแรงบิดและแรง
แรงบิดและแรงมีความสัมพันธ์กันผ่านทางเส้นผ่านศูนย์กลางของสลักเกลียวและแรงเสียดทาน:
T = K × F × d
- ที = แรงบิด (นิวตันเมตร)
- เค = ค่าตัวประกอบน็อต (โดยทั่วไป 0.20 สำหรับเหล็กแห้ง และ 0.15 สำหรับเหล็กที่หล่อลื่น)
- เอฟ = แรงหนีบ / แรงดึงเริ่มต้น (N)
- ง = เส้นผ่านศูนย์กลางสลักเกลียวระบุ (เมตร)
ตัวอย่าง: M16 คลาส 8.8 แบบแห้ง → T = 0.20 × 67500 × 0.016 = 216 N·m
เครื่องคิดเลขทางวิศวกรรมและเครื่องมือวัดระดับมืออาชีพ.