Calcolo della resistenza di una vite

Siete in procinto di progettare una connessione bullonata e non ricordate come si effettua il calcolo della resistenza di una vite che deve essere serrata ad una determinata coppia di serraggio. Purtroppo questa domanda capita di sovente quando chi sta effettuando il calcolo non lo effettua da parecchio tempo.

Fare il calcolo della resistenza di una vite preclude che si conoscano determinate formule e  coefficienti a seconda che tu voglia effettuare il calcolo della resistenza alla flessione oppure in alternativa al taglio. Inoltre è importante anche conoscere la classe di resistenza del materiale.

Ovviamente se sei arrivato qui è perché non ricordi quanto appena detto sopra e quindi ti invito a seguirmi mentre ti spiego come fare il calcolo della resistenza di una vite

Prima di incominciare voglio informarti che le formule che troverai di seguito sono valide solo in condizioni di sollecitazione di trazione o taglio puri.

Calcolo della resistenza di una vite – Resistenza alla trazione

Per effettuare il calcolo della resistenza a trazione di una vite si usa la seguente semplice formula:

F_t,Rd = 0.9 ^. f_tb ^. A_res / Y_M2

dove:

F_t,Rd = Resistenza a trazione di una vite

f_tb = Resistenza a rottura del materiale impiegato per realizzare la vite

A_res = Sezione resistente della parte filettata della vite

Y_M2 = Coefficiente di sicurezza

Immaginiamo ora di voler calcolare la resistenza a trazione di una vite M12 con classe di resistenza del materiale pari a 8.8 utilizzando la formula illustrata sopra. A questo punto dovremo solo reperire i dati corretti per ogni paramero ed inserirli nell’apposita formula.

Come primo dato reperiamo il valore di f_tb (Resistenza a rottura del materiale impiegato per realizzare la vite). In questo caso essendo il materiale della vite in classe 8.8 ci basta semplicemente reperire una tabella su internet che ci riporta questi valori

Ovviamente nel nostro caso prenderemo il valore di 800

Adesso andremo a reperire il secondo dato che ci interessa ed ovvero quello relativo alla sezione resistente. Facendo una rapida ricerca su internet troviamo qualche tabella che fa al caso nostro e prendiamo il valore di A_res (mm²) relativo alla vite da M12 ed ovvero 84.3 (vedi tabella seguente).

Adesso per effettuare il calcolo della resistenza a trazione di una vite non ci resta che procurarci l’ultimo valore , ovvero, il coefficiente di sicurezza parziale con cui potremo iniziare il calcolo. Possiamo reperire il coefficiente di sicurezza parziale consultando la tabella 4.2.XII del DM.

Di seguito uno stralcio della tabella in cui andremo a prenderci il valore di 1.25 che è il coefficiente di sicurezza per la resistenza dei bulloni (ricordiamo che un bullone è l’insieme di una vite ed un dado per cui questo parametro per noi va bene).

Ricapitolando quanto precedentemente detto applicando affianco i valori di ogni incognita della formula:

f_tb = Resistenza a rottura del materiale impiegato per realizzare la vite = 800

A_res = Sezione resistente della parte filettata della vite = 84.3

Y_M2 = Coefficiente di sicurezza = 1.25

Andiamo ora a mettere i valori nella nostra formula e di conseguenza avremo:

F_t,Rd = 0.9 ^. 800 ^. 84.3 / 1.25

Avremo quindi che

F_t,Rd = 48556 N = ~4951 kg.

Adesso sappiamo che la resistenza di una vite M12 utilizzando il calcolo della resistenza a trazione di una vite è pari a 4951 kg.

Adesso andremo a vedere invece come effettuare lo stesso calcolo applicato però alla resistenza al taglio.

Calcolo della resistenza di una vite – Resistenza al taglio

Per effettuare il calcolo della resistenza al taglio di una vite si usano le due seguenti semplici fomule:

Per valori di f_tb pari a 4.6, 5.6 ed 8.8 utilizzeremo la seguente formula

F_t,Rd = 0.6 ^. f_tb ^. A_res / Y_M2

Invece per valori di f_tb pari a 6.8 ed 10.9 utilizzeremo quest’altra formula

F_t,Rd = 0.5 ^. f_tb ^. A_res / Y_M2

Ora sintetizzando quando già precedentemente spiegato  nella formula del paragrafo precedente avremo che:

F_t,Rd = 0.6 ^. 800 ^. 84.3 / 1.25

Avremo quindi che

F_t,Rd = 32371 N  =  ~ 3300 Kg

Adesso sappiamo che la resistenza di una vite M12 utilizzando il calcolo della resistenza a taglio di una vite è pari a 3300 kg.

Bene, ora che hai concluso la lettura di questo articolo sai nuovamente come fare un calcolo della resistenza di una vite.

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