Phương pháp tính toán và phân tích toàn diện độ bền kéo của bu lông
Aug 25, 2026
1. Định nghĩa về điểm thành tíchBu lông và đinh tán
Bu lông và đinh tánđược phân thành mười cấp hiệu suất cơ học: 3,6, 4,6, 4,8, 5,6, 5,8, 6,8, 8,8, 9,8, 10,9 và 12,9. Điểm bao gồm hai nhóm chữ số cách nhau bằng dấu thập phân. Chữ số trước dấu thập phân biểu thị một phần trăm độ bền kéo danh nghĩa cuối cùng của vật liệu; chữ số sau dấu thập phân biểu thị tỷ lệ gấp mười lần cường độ năng suất với cường độ kéo cuối cùng của vật liệu (tỷ lệ năng suất).
Đai ốc có bảy cấp hiệu suất từ Cấp 4 đến Cấp 12. Số cấp này xấp xỉ bằng một phần trăm ứng suất đảm bảo tối thiểu mà đai ốc có thể chịu được.
2. Phân loại cấp dung sai ren
2.1 Chủ đề đế quốc thống nhất
Tất cả các chủ đề thống nhất của đế quốc đều áp dụng giải phóng mặt bằng phù hợp. Ren ngoài có ba cấp dung sai: 1A, 2A và 3A; ren trong có ba cấp dung sai: 1B, 2B và 3B. Số cấp cao hơn biểu thị độ chính xác lắp cao hơn, độ hở nhỏ hơn và độ bám ren chặt hơn.
Cấp 1A và 1B: Cấp dung sai lỏng lẻo, thích hợp để lắp tự do các ren trong và ren ngoài có dung sai lắp ráp cao.
Cấp 2A và 2B: Cấp dung sai tiêu chuẩn chung dành cho ốc vít cơ khí kiểu Anh, áp dụng cho hầu hết các điều kiện lắp ráp thông thường.
Cấp độ 3A và 3B: Cấp độ lắp đặt có độ chính xác cao nhất với độ bám ren chặt nhất, áp dụng cho các thiết kế kết cấu chịu lực, có độ chính xác cao, an toàn và chịu tải.
2.2 Chủ đề số liệu
Cấp dung sai chung cho ren ngoài hệ mét là 4h, 6h và 6g; cấp ren trong hệ mét phổ biến là 5H, 6H và 7H. Các kết hợp lắp ren được ưu tiên trong ngành là H/g, H/h và G/h. Đối với các ốc vít có độ chính xác như bu lông và đai ốc, tiêu chuẩn quốc gia khuyến nghị độ vừa khít 6H/6g để cân bằng độ chính xác của lắp ráp và sự thuận tiện khi tháo gỡ.
3. Thông số kỹ thuật cấp cường độ cho thép cacbon vàBu lông thép không gỉ
3.1 Giải thích cấp độ bu lông thép carbon
Dấu hiệu sức mạnh củabu lông thép cacbonchứa hai bộ chữ số. Cái trước đại diện cho độ bền kéo danh nghĩa và cái sau đại diện cho tỷ lệ năng suất. Lấy bu lông cấp 4,8 làm ví dụ: chữ số "4" biểu thị độ bền kéo danh nghĩa là 400 N/mm2 và chữ số "8" biểu thị tỷ lệ chảy là 0,8, với cường độ chảy danh nghĩa là 320 N/mm2.
Bu lông kết cấu bao gồm mười cấp hiệu suất từ 3,6 đến 12,9. Bu lông từ cấp 8,8 trở lên được làm bằng thép cacbon trung bình hoặc thép hợp kim thấp và được tăng cường bằng cách tôi và xử lý nhiệt, được định nghĩa là bu lông cường độ cao. Bu lông dưới Lớp 8,8 không được xử lý nhiệt tăng cường được định nghĩa là bu lông thông thường.
Bu lông loại 4,6: cường độ kéo danh nghĩa 400 MPa, hệ số chảy 0,6, cường độ chảy danh nghĩa 240 MPa.
Bu lông cường độ cao cấp 10,9: sau khi xử lý nhiệt, độ bền kéo danh nghĩa đạt 1000 MPa với hệ số chảy là 0,9 và cường độ chảy danh nghĩa là 900 MPa.
3.2 Giải thích cấp độ bu lông bằng thép không gỉ
Cấp độ bền của ốc vít bằng thép không gỉ bao gồm hai phần được phân tách bằng dấu gạch nối. Tiền tố trước dấu gạch nối biểu thị mã vật liệu và hậu tố sau dấu gạch nối biểu thị cấp độ bền. Ví dụ, A2-70 đại diện cho thép không gỉ austenit A2 có độ bền kéo danh nghĩa là 700 MPa.
4. Phương pháp tính toán độ bền kéo của bu lông
Khả năng chịu kéo và độ bền kéo của bu lông được tính toán dựa trên diện tích mặt cắt ứng suất hữu hiệu của ren thay vì đường kính ngoài danh nghĩa, tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế GB/T 3098.1 và ISO 898-1.
Công thức tính toán cốt lõi:F=Rm × Như
Mô tả tham số: F đề cập đến tải trọng kéo cuối cùng củachốt; Rm đề cập đến độ bền kéo tiêu chuẩn của vật liệu bu lông; As đề cập đến diện tích mặt cắt ứng suất hiệu dụng của ren (giá trị tiêu chuẩn cố định, khác với diện tích hình tròn thông thường).
Để xác minh độ bền kéo trong điều kiện tải đã biết:Rm=F / Như. Kết quả tính toán phải lớn hơn hoặc bằng cường độ chịu kéo tiêu chuẩn của cấp tương ứng đủ tiêu chuẩn.
Đối với các trường hợp ước tính đơn giản, diện tích mặt cắt ngang danh nghĩa có thể được sử dụng tạm thời: A=πd²/4 (d là viết tắt của đường kính bu lông danh nghĩa). Vùng ứng suất ren hiệu dụng tiêu chuẩn phải được áp dụng để thử nghiệm chính xác và thiết kế kỹ thuật nhằm đảm bảo dữ liệu chính xác.
