OUTIL DE CONCEPTION PRÉLIMINAIRE D’INGÉNIERIE SYZ · ESTIMATION BASÉE SUR DES RÉFÉRENCES
Calculateur de capacité de charge en double cisaillement du boulon
Estimez la charge de rupture au cisaillement d’un boulon en double cisaillement — la configuration de fourche standard où le boulon traverse l’alésage de la rotule entre deux oreilles du support.
RÉSISTANCE AU CISAILLEMENT DES FIXATIONS · DIMENSIONS ASME B18.2.1
Capacité de charge en double cisaillement du boulon
Estime la charge de rupture au cisaillement d’un boulon en double cisaillement — la configuration de fourche standard où le boulon traverse l’alésage de la rotule entre deux oreilles du support.
[Pouces]
Suppose que le fût non fileté couvre les deux plans de cisaillement — une bonne conception de fourche maintient le filetage hors du plan de cisaillement.
τ ≈ 0.6 × UTS
[lbf]
Directive SYZ
Capacité en double cisaillement estimée
35,343 lbf
Capacité en cisaillement simple (un plan) : 17,671 lbf
✔
Sf = 2.01 : 1 — marge adéquate selon la directive SYZ (Sf ≥ 2.0).
Modèle d’ingénierie (approximation, pas une cote de cisaillement certifiée)
Référence normativeLes diamètres nominaux des boulons suivent l’ASME B18.2.1. La résistance au cisaillement ≈ 0.6 × résistance à la traction ultime est une approximation d’ingénierie très répandue, pas une valeur codifiée unique — pour une résistance au cisaillement certifiée, consultez les données d’essai de fixations ASTM F606 ou la cote de cisaillement publiée par le fabricant.
Méthode de calcul
A = π/4·D² · Double Shear = 2 × A × τ · Sf = Capacity / (P × Kd)
Hypothèses et limites
- Suppose que le fût du boulon (pas le filetage) couvre les deux plans de cisaillement — vérifiez que votre longueur de serrage maintient le filetage hors de l’assemblage.
- τ≈0.6×UTS est une approximation courante, pas une valeur garantie — la résistance réelle au cisaillement varie selon le procédé de fabrication et le lot de matériau.
- Ne vérifie pas la rupture par pression de contact/déchirure du matériau du support ou de la rotule autour du trou du boulon — un mode de rupture distinct qui peut être déterminant avant que le boulon lui-même ne cissele.
- Ne modélise pas la fatigue, la précontrainte ni la contribution du frottement de serrage à la capacité de l’assemblage.
DONNÉES DE RÉFÉRENCE STATIQUES
Référence : capacité en double cisaillement par taille et classe de boulon
Valeurs précalculées à partir de la formule exacte utilisée ci-dessus — utiles comme consultation rapide sans ressaisir les données.
| Taille du boulon | Classe 5 (~120ksi) | Classe 8 (~150ksi) | Métrique 12.9 (~177ksi) | Haute résistance classe ~170ksi |
|---|---|---|---|---|
| 3/8″ | 15,904 lbf | 19,880 lbf | 23,415 lbf | 22,531 lbf |
| 7/16″ | 21,648 lbf | 27,059 lbf | 31,870 lbf | 30,667 lbf |
| 1/2″ (valeur par défaut du calculateur) | 28,274 lbf | 35,343 lbf | 41,626 lbf | 40,055 lbf |
| 5/8″ | 44,179 lbf | 55,223 lbf | 65,041 lbf | 62,586 lbf |
| 3/4″ | 63,617 lbf | 79,522 lbf | 93,659 lbf | 90,124 lbf |
| 1″ | 113,097 lbf | 141,372 lbf | 166,504 lbf | 160,221 lbf |
EXEMPLE D’APPLICATION
Boulon de fourche 1/2″ Classe 8 sous charge de rallycross
Une rotule se monte sur un support avec un boulon 1/2″ Classe 8 en double cisaillement. La charge de cisaillement en service estimée est de 8,000 lbf en conditions de circuit.
- Boulon : 1/2″ de diamètre, Classe 8 (résistance au cisaillement τ ≈ 90 ksi).
- Aire de cisaillement par plan A = π/4×0.5² ≈ 0.196 in². Capacité en cisaillement simple ≈ 17,671 lbf. Capacité en double cisaillement ≈35,343 lbf.
- Charge en service P = 8,000 lbf, Kd = 2.2 (circuit / impacts de bordures en rallycross).
- Sf = 35,343 / (8,000 × 2.2) ≈ 2.01 : 1 — dépasse le minimum de la directive SYZ (Sf ≥ 2.0), mais de justesse.
- Compte tenu de la faible marge, vérifiez aussi la capacité de pression de contact (déchirure) du support ou de la rotule autour du trou du boulon — ce calculateur ne vérifie que le boulon lui-même, pas le matériau environnant.
À lire également : Guide d’achat des tringleries à rotule →
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