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螺栓抗拉與抗剪強度計算器
依據 ISO 898-1 性能等級資料計算公制螺栓之極限拉伸負荷,並提供簡化之剪力承載力估算。請選擇螺栓尺寸與性能等級。
ISO 898-1
M3 – M64
等級 4.6 – 12.9
結果
極限抗拉負荷 (Ft)
—
剪力承載力(Fs,簡化估算)
—
抗拉應力面積 (As)
—
屈服負荷 (Fy)
—
極限抗拉強度 (Rm)
—
極限抗拉負荷
螺栓在斷裂前可承受的最大拉力:
- Rm — 極限抗拉強度 (MPa),來自性能等級
- As — 抗拉應力面積 (mm²),來自 ISO 898-1 / ISO 261
剪力承載力(簡化估算)
ISO 898-1 規範了螺栓之拉伸與保證負荷特性,並未 不 規定剪力強度。此處顯示之數值為廣泛採用之簡化工程估算,將剪力強度視為拉伸強度之約 60%(基於 von Mises 準則,τ ≈ 0.58 σ):
對於雙剪切,乘以 2(兩個剪切面)。
⚠️ 剪力設計注意事項: 實際剪力承載力取決於剪力面是否穿過螺紋或無螺紋桿部、接頭滑移與板件承壓,以及疲勞載荷。設計規範各自定義其數值——例如 Eurocode 3(EN 1993-1-8)採用 Fv = αv × fub × A,其中 αv = 0.6 適用於 4.6、5.6 與 8.8 級,但 4.8、5.8、6.8 與 10.9 級則為 0.5,並配合部分安全係數。剪力承載接頭設計務必依據適用之結構或機械設計規範進行驗證,不可僅依賴此簡化估算。
依 ISO 898-1 的性能等級
| 級別 | Rm (MPa) | Rp0.2 (MPa) | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | 低強度,一般用途 |
| 5.8 | 520 | 420 | 結構用,非預壓 |
| 8.8 | 800 | 640 | 汽車、機械(最常見) |
| 10.9 | 1040 | 940 | 高強度結構用 |
| 12.9 | 1220 | 1100 | 最高強度(合金鋼) |
實務範例
範例 — M10 × 8.8 螺栓
已知: M10 螺栓,性能等級 8.8,單剪切
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
⚠️ 注意: 這些為未考慮安全係數之極限承載力。設計時應套用適當之安全係數(靜態載荷通常為 2–3,疲勞載荷為 4–6)。
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