Naprężenie rozciągające
MPa
Mechanika · Śruby, napięcie wstępne i dokręcanie
Kalkulator naprężenia rozciągającego i obciążenia próbnego śruby
Sprawdź śrubę na podstawie całkowitej osiowej siły rozciągającej rzeczywiście przez nią przenoszonej oraz pola przekroju czynnego.
Utworzono v1.0
Autor: Thibaut Grzelak, Inżynier obliczeń mechanicznych
03
MetrycznyWyniki
Wykorzystanie obciążenia próbnego
%
Współczynnik marginesu względem obciążenia próbnego
—
Obciążenie próbne
kN
Pole przekroju czynnego na rozciąganie
mm²
Pokaż szczegóły obliczeńWzory, przeliczenie do SI, podstawienie liczbowe i wynikiOtwórz ↓
Nota obliczeniowa
Pełne szczegóły obliczeń
Fb jest całkowitą osiową siłą rozciągającą rzeczywiście przenoszoną przez jedną śrubę. Obciążenie zewnętrzne połączenia wymaga modelu sztywności do określenia przyrostu siły w śrubie. Naprężenie jest nominalne i nie obejmuje zginania, ścinania, skręcania, zmęczenia ani lokalnych spiętrzeń. Porównanie z obciążeniem próbnym nie stanowi pełnej oceny bezpieczeństwa.
01Wzory i symbole
Użyte wzory
At
π/4 × (d − 0.9382P)²Przybliżone pole przekroju czynnego gwintu metrycznegoσ
Fb / AtNominalne naprężenie rozciągająceFproof
Sp × AtObciążenie próbneηproof
Fb / FproofWykorzystanie obciążenia próbnegoMproof
Fproof / FbWspółczynnik marginesu, nie dotyczy przy zerowym obciążeniu02Założenia i ograniczenia
Zakres stosowania
- Fb jest całkowitą osiową siłą rozciągającą rzeczywiście przenoszoną przez jedną śrubę.
- Obciążenie zewnętrzne połączenia wymaga modelu sztywności do określenia przyrostu siły w śrubie.
- Naprężenie jest nominalne i nie obejmuje zginania, ścinania, skręcania, zmęczenia ani lokalnych spiętrzeń.
- Porównanie z obciążeniem próbnym nie stanowi pełnej oceny bezpieczeństwa.
03Przykład walidacyjny
Referencyjny przypadek liczbowy
- M12×1,75 daje At ≈ 84,27 mm².
- Dla Fb = 35 kN, σ ≈ 415,3 MPa.
- Dla Sp = 600 MPa, Fproof ≈ 50,56 kN, ηproof ≈ 69,23% i Mproof ≈ 1,444.
04Częste pytania
Pytania dotyczące obliczeń
Jaką siłę należy wprowadzić?
Wprowadź całkowitą osiową siłę rozciągającą rzeczywiście przenoszoną przez jedną śrubę, łącznie z napięciem wstępnym, jeśli należy ono do sprawdzanego stanu. Globalnego obciążenia zewnętrznego nie można rozdzielić bez modelu połączenia.
Dlaczego przy zerowym obciążeniu margines nie ma wartości?
Stosunek Fproof/Fb wymagałby dzielenia przez zero. Brak wartości jest bardziej miarodajny niż nieskończoność lub mylący wskaźnik.
Czy wykorzystanie poniżej 100% dowodzi, że połączenie jest bezpieczne?
Nie. Należy również sprawdzić inne postacie zniszczenia, rozrzut napięcia wstępnego, zmęczenie, ścinanie i obowiązujące zasady.
05Źródła
Źródła techniczne
- ISO 724:2023, Gwinty metryczne ISO ogólnego przeznaczenia — Wymiary podstawowe.
- ISO 898-1:2013, właściwości mechaniczne śrub i wkrętów stalowych, norma potwierdzona w 2025 r.
- NASA RP-1228, Fastener Design Manual.