Metodo completo di analisi e calcolo della resistenza alla trazione dei bulloni

1. Definizione del grado di prestazione diBulloni e prigionieri

Bulloni e borchiesono classificati in dieci gradi di prestazione meccanica: 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9 e 12.9. Il voto è composto da due gruppi di cifre separate da un punto decimale. La cifra prima della virgola rappresenta un centesimo del carico di rottura nominale a trazione del materiale; la cifra dopo il punto decimale rappresenta dieci volte il rapporto tra il carico di snervamento e il carico di rottura a trazione del materiale (rapporto di snervamento).

I dadi hanno sette gradi di prestazione che vanno dal Grado 4 al Grado 12. Il numero del grado rappresenta circa un centesimo della sollecitazione minima garantita che il dado può sopportare.

2. Classificazione dei gradi di tolleranza della filettatura

2.1 Fili imperiali unificati

Tutte le filettature imperiali unificate adottano un adattamento con gioco. Le filettature esterne hanno tre gradi di tolleranza: 1A, 2A e 3A; le filettature interne hanno tre gradi di tolleranza: 1B, 2B e 3B. Un numero di grado più alto indica una maggiore precisione di montaggio, un gioco minore e un impegno della filettatura più stretto.

Gradi 1A e 1B: gradi con tolleranza allentata, adatti per il montaggio libero generale di filettature interne ed esterne con elevata tolleranza di assemblaggio.

Gradi 2A e 2B: i gradi di tolleranza standard universali per i dispositivi di fissaggio meccanici imperiali, applicabili alla maggior parte delle condizioni di assemblaggio convenzionali.

Gradi 3A e 3B: i gradi di raccordo di massima precisione con il più stretto impegno della filettatura, applicati a progetti strutturali di alta precisione, critici per la sicurezza e portanti.

2.2 Filettature metriche

I gradi di tolleranza comuni per le filettature esterne metriche sono 4h, 6h e 6g; i gradi comuni per le filettature interne metriche sono 5H, 6H e 7H. Le combinazioni di adattamento della filettatura preferite nel settore sono H/g, H/h e G/h. Per elementi di fissaggio di precisione come bulloni e dadi, lo standard nazionale consiglia l'adattamento 6H/6g per bilanciare la precisione di assemblaggio e la praticità di smontaggio.

3. Specifiche del grado di resistenza per acciaio al carbonio eBulloni in acciaio inossidabile

3.1 Interpretazione del grado dei bulloni in acciaio al carbonio

Il punteggio del grado di resistenza dibulloni in acciaio al carboniocontiene due serie di cifre. Il primo rappresenta la resistenza alla trazione nominale e il secondo rappresenta il rapporto di snervamento. Prendendo come esempio un bullone di grado 4.8: la cifra "4" indica una resistenza alla trazione nominale di 400 N/mm², e la cifra "8" indica un rapporto di snervamento di 0,8, con una resistenza allo snervamento nominale di 320 N/mm².

I bulloni strutturali coprono dieci gradi di prestazione da 3,6 a 12,9. I bulloni di grado 8.8 e superiore sono realizzati in acciaio al carbonio medio o basso legato e rinforzati mediante trattamento termico di tempra e rinvenimento, definiti come bulloni ad alta resistenza. I bulloni di grado inferiore a 8.8 senza trattamento termico migliorato sono definiti bulloni ordinari.

Bullone di grado 4.6: resistenza alla trazione nominale di 400 MPa, rapporto di snervamento di 0,6, resistenza allo snervamento nominale di 240 MPa.

Bullone ad alta resistenza grado 10.9: dopo il trattamento termico, la resistenza alla trazione nominale raggiunge 1000 MPa con un rapporto di snervamento di 0,9 e un carico di snervamento nominale di 900 MPa.

3.2 Interpretazione del grado dei bulloni in acciaio inossidabile

Il grado di resistenza degli elementi di fissaggio in acciaio inossidabile è composto da due parti separate da un trattino. Il prefisso prima del trattino indica il codice del materiale, mentre il suffisso dopo il trattino indica il grado di resistenza. Ad esempio, A2-70 rappresenta l'acciaio inossidabile austenitico A2 con una resistenza alla trazione nominale di 700 MPa.

4. Metodo di calcolo della resistenza alla trazione dei bulloni

La capacità portante e la resistenza alla trazione dei bulloni vengono calcolate in base all'area della sezione trasversale di sollecitazione effettiva delle filettature anziché al diametro esterno nominale, in conformità agli standard internazionali GB/T 3098.1 e ISO 898-1.

Formula di calcolo principale:F=Rm × As

Descrizione dei parametri: F si riferisce al carico di trazione ultimo delbullone; Rm si riferisce alla resistenza alla trazione standard del materiale del bullone; Si riferisce all'area della sezione trasversale di sollecitazione effettiva della filettatura (valore standard fisso, diverso dall'area circolare ordinaria).

Per verificare la resistenza alla trazione in condizioni di carico note:Rm=F / As. Il risultato del calcolo deve essere maggiore o uguale alla resistenza alla trazione standard del grado corrispondente da qualificare.

Per scenari di stima semplici, è possibile utilizzare temporaneamente l'area della sezione trasversale nominale: A=πd²/4 (d sta per il diametro nominale del bullone). È necessario adottare un'area di sollecitazione della filettatura effettiva standard per test precisi e progettazione ingegneristica per garantire dati accurati.