Інструмент вільного інжинірингу
Калькулятор міцності болтів на розтяг & зсув
Розрахуйте граничне розтягувальне навантаження метричних болтів за даними класу міцності ISO 898-1, а також спрощену оцінку несної здатності на зріз. Виберіть розмір болта та клас міцності.
Цей калькулятор розроблено та перевірено інженерною командою Vibromera, виробника портативних балансувальних приладів Balanset.
Результати
Граничне навантаження на розтяг
Максимальне розтягувальне зусилля, яке болт може витримати до розриву:
- Рm — межа міцності на розтяг (МПа), залежно від класу міцності
- As — площа розтягувального напруження (мм²), згідно з ISO 898-1 / ISO 261
Несна здатність на зріз (спрощена оцінка)
ISO 898-1 визначає властивості болтів щодо міцності на розтяг і пробного навантаження — він не не визначає міцність на зріз. Значення, наведене тут, є широко застосовуваною спрощеною інженерною оцінкою, у якій міцність на зріз приймається приблизно на рівні 60% від міцності на розтяг (на основі критерію von Mises, τ ≈ 0.58 σ):
Для подвійного зсуву помножте на 2 (дві площини зсуву).
⚠️ Примітка щодо розрахунку на зріз: Фактична несна здатність на зріз залежить від того, чи проходить площина зрізу через різьбу або через гладкий стрижень, від ковзання з'єднання та зминання пластини, а також від втомного навантаження. Норми проєктування задають власні значення — наприклад, Eurocode 3 (EN 1993-1-8) використовує Fv = αv × fub × A з αv = 0.6 для класів 4.6, 5.6 і 8.8, але 0.5 для класів 4.8, 5.8, 6.8 і 10.9, разом із частковими коефіцієнтами безпеки. Завжди перевіряйте з'єднання, навантажені на зріз, за застосовним будівельним або машинобудівним нормоконтролем, а не лише за цією спрощеною оцінкою.
Класи міцності за ISO 898-1
| Клас | Rm (МПа) | Rp0,2 (МПа) | Типове використання |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | Низькоміцні, загального призначення |
| 5.8 | 520 | 420 | Структурний, без попереднього навантаження |
| 8.8 | 800 | 640 | Автомобільна промисловість, машинобудування (найпоширеніші) |
| 10.9 | 1040 | 940 | Високоміцна конструкція |
| 12.9 | 1220 | 1100 | Максимальна міцність (легована сталь) |
Практичний приклад
Дано: Болт M10, клас міцності 8.8, одинарний зсув
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
⚠️ Примітка: Це граничні вантажопідйомності без урахування коефіцієнтів запасу міцності. Для цілей проектування застосуйте відповідні коефіцієнти запасу міцності (зазвичай 2–3 для статичної міцності, 4–6 для втоми).
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.
Процедури, описані на цій сторінці, були розроблені та випробувані в польових умовах командою Vibromera за допомогою Balanset-1A — портативного двоканального балансувального пристрою та аналізатора вібрації для балансування роторів на місці експлуатації.
Професійні прилади та програмне забезпечення для балансування в польових умовах. Використовуються в більш ніж 50 країнах.
