Calculateur de capacité de charge d’un boulon en double cisaillement

Estimez la charge de rupture au cisaillement d’un boulon en double cisaillement — la configuration standard de chape, où le boulon traverse l’alésage d’une rotule entre deux oreilles de support.

FASTENER SHEAR STRENGTH · ASME B18.2.1 DIMENSIONS

Capacité de charge d’un boulon en double cisaillement

Estime la charge de rupture au cisaillement d’un boulon en double cisaillement — la configuration standard de chape, où le boulon traverse l’alésage d’une rotule entre deux oreilles de support.

Diamètre du boulon (D)
[Pouces]

Suppose que la tige lisse couvre les deux plans de cisaillement — la bonne pratique de conception de chape garde les filets hors du plan de cisaillement.

Classe / matériau du boulon
τ ≈ 0.6 × UTS

Charge de cisaillement de service (P)
[lbf]

Multiplicateur dynamique de choc (Kd)
Recommandation SYZ

Capacité estimée en double cisaillement

35,343 lbf

Capacité en cisaillement simple (un plan) : 17,671 lbf

✔ Sf = 2.01 : 1 — marge adéquate selon la recommandation SYZ (Sf ≥ 2.0).

Modèle d’ingénierie (approximation, pas une valeur de cisaillement certifiée)

Référence standard Les diamètres nominaux des boulons suivent l’ASME B18.2.1. Une résistance au cisaillement ≈ 0,6 × la résistance ultime à la traction est une approximation d’ingénierie très utilisée, et non une valeur unique codifiée — pour une résistance au cisaillement certifiée, consultez les données d’essai de fixations ASTM F606 ou la valeur de cisaillement publiée par le fabricant.

Méthode de calcul A = π/4·D² · Double Shear = 2 × A × τ · Sf = Capacity / (P × Kd)

Hypothèses et limites

Suppose que la tige du boulon (et non les filets) couvre les deux plans de cisaillement — vérifiez que votre longueur de serrage garde les filets hors de l’assemblage.
τ≈0,6×UTS est une approximation courante, pas une valeur garantie — la résistance réelle au cisaillement varie selon le procédé de fabrication et le lot de matière.
Ne vérifie pas la rupture par matage / arrachement de la matière du support ou de la rotule autour du trou du boulon — un autre mode de défaillance qui peut survenir avant le cisaillement du boulon lui-même.
Ne modélise ni la fatigue, ni la précharge, ni la contribution du frottement de serrage à la capacité de l’assemblage.

DONNÉES DE RÉFÉRENCE STATIQUES

Référence : capacité en double cisaillement par taille et classe de boulon

Valeurs précalculées avec la formule exacte utilisée ci-dessus — utiles comme repère rapide sans ressaisir les données.

Taille du boulon	Classe 5 (~120 ksi)	Classe 8 (~150 ksi)	Métrique 12.9 (~177 ksi)	Haute résistance, classe ~170 ksi
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″ (valeur par défaut du calculateur)	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

EXEMPLE DÉTAILLÉ

Boulon de chape 1/2″ classe 8 sous charges de rallycross

Une rotule est montée sur un support avec un boulon 1/2″ classe 8 en double cisaillement. La charge de cisaillement de service estimée est de 8,000 lbf en conditions de circuit de performance.

Boulon : diamètre 1/2″, classe 8 (résistance au cisaillement τ ≈ 90 ksi).
Aire de cisaillement par plan A = π/4×0.5² ≈ 0.196 in². Capacité en cisaillement simple ≈ 17,671 lbf. Capacité en double cisaillement ≈ 35,343 lbf.
Charge de service P = 8,000 lbf, Kd = 2.2 (circuit de performance / chocs sur les vibreurs en rallycross).
Sf = 35,343 / (8,000 × 2.2) ≈ 2.01 : 1 — dépasse le minimum de la recommandation SYZ (Sf ≥ 2.0), mais de justesse.
Vu la faible marge, vérifiez aussi la capacité au matage / à l’arrachement du support ou de la rotule autour du trou du boulon — ce calculateur ne contrôle que le boulon, pas la matière environnante.