ボルトの2面せん断耐力

2面せん断のボルトのせん断破断荷重を見積もります。ボルトが2枚のブラケット耳の間でロッドエンドの穴を貫通する、標準的なクレビス構成です。

ボルト径(D)
[インチ]

ねじ部のない軸部が2つのせん断面にまたがると仮定しています。良いクレビス設計では、ねじ部をせん断面から外します。

ボルトの強度区分/材料
τ ≈ 0.6 × UTS

使用せん断荷重(P)
[lbf]

動的衝撃係数(Kd)
SYZの目安

推定2面せん断耐力

35,343 lbf

1面せん断耐力(せん断面1つ):17,671 lbf

✔ Sf = 2.01 : 1 — SYZの目安(Sf ≥ 2.0)に照らして十分な余裕があります。

設計モデル(近似値であり、認証されたせん断定格ではありません)

標準的な参考文献ボルトの呼び径はASME B18.2.1に従います。せん断強さ ≈ 0.6 × 引張強さは広く使われる工学的近似であり、規格で定められた単一の値ではありません。認証されたせん断強さについては、ASTM F606の締結部品試験データ、またはメーカーが公表しているせん断定格を参照してください。

計算方法 A = π/4·D² · Double Shear = 2 × A × τ · Sf = Capacity / (P × Kd)

前提と制約

ボルトの軸部(ねじ部ではない)が両方のせん断面にまたがると仮定しています。把持長さにより、ねじ部が接合部の外に出ていることを確認してください。
τ≈0.6×UTSは一般的な近似であり、保証値ではありません。実際のせん断強さは、製造方法や材料ロットによって変わります。
ボルト穴周りのブラケットまたはロッドエンド材料の支圧破壊/引き裂き破壊は確認しません。これは別の破壊モードで、ボルト自体がせん断する前に支配的になることがあります。
疲労、予圧、締付け摩擦が接合部の耐力に与える寄与はモデル化していません。

静的な参考データ

参考:ボルトのサイズ・強度区分別の2面せん断耐力

上記の式で事前計算した値です。入力し直さずに素早く参照できます。

ボルトのサイズ	グレード5(約120 ksi)	グレード8(約150 ksi)	メートル12.9(約177 ksi)	高強度、約170 ksi級
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″(計算ツールの初期値)	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

計算例

ラリークロスの負荷を受ける1/2″ グレード8のクレビスボルト

ロッドエンドが、2面せん断の1/2″ グレード8ボルトでブラケットに取り付けられています。パフォーマンスサーキットの条件で、推定使用せん断荷重は8,000 lbfです。

ボルト:径1/2″、グレード8(せん断強さ τ ≈ 90 ksi)。
1面あたりのせん断面積 A = π/4×0.5² ≈ 0.196 in²。1面せん断耐力 ≈ 17,671 lbf。2面せん断耐力 ≈ 35,343 lbf。
使用荷重 P = 8,000 lbf、Kd = 2.2(パフォーマンスサーキット/ラリークロスの縁石衝撃)。
Sf = 35,343 / (8,000 × 2.2) ≈ 2.01 : 1。SYZの目安の最小値(Sf ≥ 2.0)を満たしますが、ぎりぎりです。
余裕が小さいため、ボルト穴周りのブラケット/ロッドエンドの支圧(引き裂き)耐力も確認してください。この計算ツールが確認するのはボルト自体のみで、周囲の材料は対象外です。

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