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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。
此計算器由 Vibromera 工程團隊開發並驗證，該團隊也是 Balanset 攜帶式平衡儀器的製造商。
結果
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
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）。
拉伸應力面積（As）是用於計算螺紋緊固件拉伸承載力的有效截面積。由於考慮了螺紋牙底的幾何形狀，它小於公稱桿身面積。其數值已列於 ISO 898-1 的表格中。
極限拉伸載荷為 Ft = Rm × As，其中 Rm 為極限抗拉強度（依性能等級而定），As 為拉伸應力面積。例如，8.8 級螺栓的 Rm = 800 MPa。
第一個數字（8）代表最小極限抗拉強度（MPa）的 1/100（800 MPa）。第二個數字（8）為降伏強度與極限強度之比的 10 倍（0.8）。因此降伏強度 ≈ 800 × 0.8 = 640 MPa。
ISO 898-1 並未規定剪切強度，僅涵蓋拉伸與保證載荷特性。常見的簡化估算是取剪切強度為抗拉強度的 60%：Fs = 0.6 × Rm × As，依據為 von Mises 降伏準則。Eurocode 3（EN 1993-1-8）等設計規範則採用各自的係數（依性能等級為 0.6 或 0.5），並加上安全係數。若為雙剪（兩個剪切面），則乘以 2。
保證載荷是不產生永久變形（彈性極限）的最大力。極限抗拉強度則是斷裂前的最大力。對大多數性能等級而言，保證載荷應力約為降伏強度的 90%。
本頁所述的操作流程由 Vibromera 團隊使用 Balanset-1A（一款用於現場轉子平衡的便攜式雙通道動平衡儀及振動分析儀）開發並經過實地測試。
專業現場動平衡校正儀器與軟體。已在 50 多個國家使用。
