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螺栓拉伸和剪切强度计算器
根据 ISO 898-1 性能等级数据计算公制螺栓的极限拉伸载荷，并给出简化的剪切承载能力估算。选择螺栓尺寸和性能等级。
本计算器由 Vibromera 工程团队开发并验证，该团队也是 Balanset 便携式平衡仪器的制造商。
成果
极限拉伸载荷
螺栓断裂前所能承受的最大拉力：
- Rm — 极限抗拉强度（MPa），来自性能等级
- As — 拉伸应力面积（mm²），依据 ISO 898-1 / ISO 261
剪切承载能力（简化估算）
ISO 898-1 规定了螺栓的抗拉和保证载荷性能——它并未 不是 规定剪切强度。这里显示的数值是一种广泛使用的简化工程估算，按剪切强度约为抗拉强度的 60% 处理（基于 von Mises 准则，τ ≈ 0.58 σ）：
对于双剪切，乘以 2（两个剪切面）。
⚠️ 剪切设计说明： 实际剪切承载能力取决于剪切面是穿过螺纹还是无螺纹杆部、接头滑移与板面承压情况，以及疲劳载荷。设计规范会规定各自的取值——例如 Eurocode 3（EN 1993-1-8）采用 Fv = αv × fub × A with αv = 0.6 适用于 4.6、5.6 和 8.8 级，但 4.8、5.8、6.8 和 10.9 级为 0.5，并结合分项安全系数。对于承受剪切载荷的接头，务必依据适用的结构或机械设计规范进行校核，而不能只依赖这一简化估算。
根据 ISO 898-1 标准划分的物性等级
| 班级 | Rm（MPa） | Rp0.2（MPa） | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | 低强度通用 |
| 5.8 | 520 | 420 | 结构性，非预加载 |
| 8.8 | 800 | 640 | 汽车、机械（最常见） |
| 10.9 | 1040 | 940 | 高强度结构 |
| 12.9 | 1220 | 1100 | 最大强度（合金钢） |
实例
已知： M10螺栓，性能等级8.8，单剪
As = 58.0 mm²，Rm = 800 兆帕
Ft = 800 × 58.0 = 46,400 牛顿 = 46.4 千牛顿
Fs = 0.6 × 800 × 58.0 = 27,840 牛顿 = 27.8 千牛顿
⚠️ 注意： 这些是未考虑安全系数的极限承载力。设计时应采用适当的安全系数（通常静态承载力为 2～3，疲劳承载力为 4～6）。
拉伸应力面积 (As) 是计算螺纹紧固件拉伸承载力时使用的有效截面积。由于考虑了螺纹牙底的几何形状，它小于公称杆部截面积。数值见 ISO 898-1。
极限拉伸载荷为 Ft = Rm × As，其中 Rm 为极限抗拉强度（取自性能等级），As 为拉伸应力面积。例如，8.8 级螺栓的 Rm = 800 MPa。
第一个数字 (8) 表示最小极限抗拉强度的 1/100，单位为 MPa（800 MPa）。第二个数字 (8) 是屈强比 (0.8) 的 10 倍。因此屈服强度 ≈ 800 × 0.8 = 640 MPa。
ISO 898-1 未规定抗剪强度——它仅涵盖拉伸和保证载荷性能。常用的简化估算按 von Mises 屈服准则，取抗剪强度为抗拉强度的 60%：Fs = 0.6 × Rm × As。Eurocode 3 (EN 1993-1-8) 等设计规范采用各自的系数（视性能等级取 0.6 或 0.5），并另加安全系数。双剪（两个剪切面）时乘以 2。
保证载荷是不产生永久变形的最大力（弹性极限）。极限抗拉强度是断裂前的最大力。对大多数性能等级，保证载荷应力约为屈服强度的 90%。
本页所述的操作流程由 Vibromera 团队使用 Balanset-1A（一款用于现场转子平衡的便携式双通道动平衡仪及振动分析仪）开发并经过实地测试。
专业现场平衡仪器和软件。已在50多个国家使用。
