Cálculo de uma conexão parafusada pré-tensionada. Carregamento com força axial ou tangencial. O cálculo é executado em unidades métricas ou imperiais. Depois de determinada a norma ANSI, o cálculo é executado em unidades imperiais, incluindo também as dimensões de parafuso correspondentes.
Parâmetros de entrada
| Ψ |
Fator de aperto: com uma conexão parafusada pré-tensionada, a distância entre materiais (devido, por exemplo, à má qualidade da superfície) não é desejável e esse fator de segurança é inserido para a evitá-la. Fator de aperto k = 1 + Ψ (fator de aperto adicionalΨ = 0,5 - 1,5). O valor mínimo recomendado é 1,2. |
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F a |
força axial de funcionamento máxima |
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n |
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F t |
força tangencial de funcionamento máxima |
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f |
fator de atrito de juntas (entre os materiais conectados) |
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z |
número de parafusos |
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d |
diâmetro de rosca |
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p |
rosca primitiva |
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d s |
diâmetro médio do parafuso |
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d mín |
diâmetro mínimo do parafuso |
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S y |
limite de escoamento |
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k s |
fator de segurança (O valor é selecionado de acordo com o nível de segurança necessário da junta.) |
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p A |
pressão de rosca suportada (porca) |
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E 1 |
módulo de elasticidade do parafuso |
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f 1 |
fator de atrito da rosca entre a porca e o parafuso |
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f 2 |
fator de atrito na superfície de contato da porca ou do parafuso |
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L |
largura do material conectado |
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E 2 |
módulo de elasticidade do material conectado |
Parâmetros calculados
De acordo com as seguintes fórmulas de cálculo, o programa calcula as dimensões geométricas do parafuso a partir do diâmetro nominal especificado do parafuso:
Diâmetro mínimo da rosca da porca
D 1 = d - 1,082531 p
Diâmetro do flanco da rosca
d 2 = d - 0,649519 p
Cálculo da conexão parafusada:
Força de trabalho na junta: determinada pela força axial, deve garantir a transferência da força tangencial pelo atrito dos materiais conectados. Também é afetada pelo aperto necessário expresso pelo fator de aperto das juntas.
Força de pré-tensão: é baseada na força de trabalho da junta e leva em consideração o limite de deformação elástica dos parafusos e flanges utilizando as constantes de deformação c n .
onde:
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c 1 = c 10 + (1 - n) c 20 |
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c 2 = n c 20 |
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para aço a = 10 |
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para ferro fundido a = 8 |
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para alumínio e suas ligas a = 6 |
Momento de aperto necessário: determinado pela força de pré-tensão e afetado pelo fator de atrito nas roscas entre a porca e o parafuso e pelo fator de atrito na superfície de contato da porca ou do parafuso.
Tensão de tração calculada no parafuso
Tensão de torção calculada no parafuso
Tensão reduzida no parafuso
Tensão causada pelo carregamento de força máxima no parafuso
Pressão calculada na rosca
Verificação do cálculo: tensão do parafuso durante o aperto da junta e durante o funcionamento (respeitando o grau de segurança da junta especificado), e verificação da pressão suportada nas roscas.
σ vermelho ≤ S y / k s e σ máx. ≤ S y / k s e p c ≤ p A