Proprietà meccaniche

La maggior parte delle applicazioni del fermo sono destinate per sostenere o trasmettere certa forma di carico esternamente applicato. Se la forza del fermo è la sola preoccupazione, non c'è solitamente necessità di guardare oltre il acciaio al carbonio. Sopra

90% di tutti i fermi sono fatti del acciaio al carbonio. In generale, considerare il costo delle materie prime, non ferroso dovrebbe essere considerata soltanto quando un'applicazione speciale è richiesta.

Resistenza alla trazione

Il più ampiamente la proprietà meccanica collegata connessa con i fermi filettati standard è resistenza alla trazione. La resistenza alla trazione è il carico che tensione-applicato massimo il fermo può sostenere prima di o coincidendo con la sua frattura (si veda figura 1).

Il carico che di tensione un fermo può resistere a è determinato dalla formula

P = st x come esempio (vedi l'appendice per la st e come valori)

dove 3/4-10 x 7" grado 5 HCS di SAE J429

P = carico di tensione (libbra., N) st = 120.000 PSI

St = resistenza alla trazione (PSI, MPa) come = 0,3340 quadrato. in

Come = area di sforzo di trazione (quadrata. dentro, quadrato. millimetro) P = 120.000 PSI x 0,3340 quadrato. in

P = 40.080 libbre.

Per questa relazione, una considerazione significativa deve essere data alla definizione dell'area di sforzo di trazione, As. Quando un fermo filettato standard si guasta nella tensione pura, frattura tipicamente attraverso la parte infilata (questo è tipicamente è più piccola area). Per questo motivo, l'area di sforzo di trazione è calcolata

con una formula empirica che comprende il diametro nominale del fermo e del passo del filo. Le Tabelle che dichiarano questa area sono fornite per voi nell'appendice.

Il carico della prova rappresenta la gamma utilizzabile di forza per determinati fermi standard. Per definizione, il carico della prova è un carico di tensione applicato che il fermo deve sostenere senza deformazione permanente. In altro

le parole, il bullone ritorna alla sua forma originale una volta che il carico è rimosso.

Figura 1 illustra una relazione tipica di sforzo-tensione di un bullone come carico di tensione si applica. L'acciaio possiede una certa quantità di elasticità mentre è allungato. Se il carico è rimosso ed il fermo è ancora all'interno del campo elastico, il fermo ritornerà sempre alla sua forma originale. Se, tuttavia, il carico applicasse le cause il fermo da portare dopo il suo limite di snervamento, ora entra nel campo plastico. Qui, l'acciaio non può più ritornare alla sua forma originale se il carico è rimosso. Il carico di snervamento è il punto a cui l'allungamento permanente si presenta. Se continuassimo ad applicare un carico, raggiungeremmo un punto del massimo

sforzo conosciuto come il carico di rottura. Dopo questo punto, il fermo continua «al collo» e prolunga

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più ulteriormente con una riduzione dello sforzo. L'allungamento supplementare infine indurrà il fermo a rompersi al punto di tensione.

Resistenza al taglio

La resistenza al taglio è definita come il carico massimo che può essere sostenuto prima della frattura, una volta applicato ad un angolo retto all'asse del fermo. Un carico che accade in un piano trasversale è conosciuto come singolo taglio.

Il doppio taglio è un carico applicato in due aerei in cui il fermo potrebbe essere incisoe tre pezzi. Figura 2 è

un esempio di doppio taglio.

Per la maggior parte dei fermi filettati standard, la resistenza al taglio non è una specificazione anche se il fermo può essere comunemente usato nelle applicazioni del taglio. Mentre le prove del taglio dei ribattini ciechi sono una procedura ben-standardizzata che richiede un singolo dispositivo della prova del taglio, la tecnica di collaudo dei fermi filettati non è pure

progettato. La maggior parte delle procedure usano un doppio dispositivo del taglio, ma le variazioni nelle progettazioni del dispositivo della prova causano un ampio spargimento nelle forze di taglio misurate.

Per determinare la resistenza al taglio del materiale, la sezione trasversale totale del piano di taglio è importante. Per i piani di taglio attraverso i fili, potremmo usare l'area di sforzo di trazione equivalente (come).

Figura 2 illustra due possibilità per il carico applicato del taglio. Uno ha il piano di taglio che corrisponde alla parte infilata del bullone. Poiché la resistenza al taglio direttamente è collegata con l'area sezionale netta, un più piccolo

l'area provocherà la resistenza al taglio più bassa del bullone. Per trar massimo vantaggio dalle proprietà di forza, la progettazione preferita sarebbe di posizionare il corpo completo dello stinco nei piani di taglio come illustrati con il giunto a destra.

Quando nessuna resistenza al taglio è data per gli acciai al carbonio comuni con durezza fino a 40 HRC, 60% del loro carico di rottura è usato spesso dato una volta un fattore di sicurezza adatto. Ciò dovrebbe essere usata soltanto come stima.

Resistenza a fatica

Un fermo sottoposto ai carichi ciclici ripetuti può improvvisamente ed inatteso rottura, anche se i carichi sono

bene sotto la forza del materiale. Il fermo si guasta nell'affaticamento. La resistenza a fatica è lo sforzo che massimo un fermo può resistere a per un numero specificato dei cicli ripetuti prima del suo guasto.

Forza di torsione

La forza di torsione è un carico espresso solitamente in termini di coppia di torsione, a cui il fermo si guasta dalla torsione fuori circa dal suo asse. Le viti e le viti di fissaggio di incavo di spillatura richiedono una prova di torsione.

Altre proprietà meccaniche

Durezza

La durezza è una misura della capacità di un materiale di resistere all'abrasione ed alla rientranza. Per gli acciai al carbonio, la prova di Rockwell e Brinell di durezza può essere usata per stimare le proprietà di resistenza alla trazione del fermo.

Duttilità

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