HERRAMIENTA DE DISEÑO PRELIMINAR DE INGENIERÍA SYZ · ESTIMACIÓN BASADA EN REFERENCIAS
Calculadora de capacidad de carga en doble corte del perno
Estime la carga de fallo por corte de un perno en doble corte — la configuración estándar de horquilla, donde el perno atraviesa el diámetro interior de la cabeza de bieleta entre dos orejas del soporte.
RESISTENCIA AL CORTE DE SUJECIONES · DIMENSIONES ASME B18.2.1
Capacidad de carga en doble corte del perno
Estima la carga de fallo por corte de un perno en doble corte — la configuración estándar de horquilla, donde el perno atraviesa el diámetro interior de la cabeza de bieleta entre dos orejas del soporte.
[Pulgadas]
Supone que el cuerpo sin rosca cruza ambos planos de corte — una buena práctica de diseño de horquillas mantiene la rosca fuera del plano de corte.
τ ≈ 0.6 × UTS
[lbf]
Directriz SYZ
Capacidad de doble corte estimada
35,343 lbf
Capacidad de corte simple (un plano): 17,671 lbf
✔
Sf = 2.01 : 1 — margen adecuado según la directriz SYZ (Sf ≥ 2.0).
Modelo de ingeniería (aproximación, no una certificación de corte)
Referencia estándarLos diámetros nominales de los pernos siguen la ASME B18.2.1. La resistencia al corte ≈ 0.6 × resistencia última a tracción es una aproximación de ingeniería muy usada, no un valor codificado único — para resistencia al corte certificada, consulte los datos de ensayo de sujeciones ASTM F606 o la capacidad de corte publicada por el fabricante.
Método de cálculo
A = π/4·D² · Double Shear = 2 × A × τ · Sf = Capacity / (P × Kd)
Supuestos y limitaciones
- Supone que el cuerpo del perno (no la rosca) cruza ambos planos de corte — verifique que su longitud de agarre mantenga la rosca fuera de la unión.
- τ≈0.6×UTS es una aproximación común, no un valor garantizado — la resistencia real al corte varía según el proceso de fabricación y el lote de material.
- No comprueba el fallo por aplastamiento/desgarro del material del soporte o de la cabeza de bieleta alrededor del agujero del perno — un modo de fallo independiente que puede regir antes de que el propio perno se corte.
- No modela la fatiga, la precarga ni la contribución de la fricción de apriete a la capacidad de la unión.
DATOS DE REFERENCIA ESTÁTICA
Referencia: capacidad de doble corte por tamaño y grado del perno
Valores precalculados con la fórmula exacta usada arriba — útiles como consulta rápida sin volver a introducir los datos.
| Tamaño del perno | Grado 5 (~120ksi) | Grado 8 (~150ksi) | Métrica 12.9 (~177ksi) | Alta resistencia clase ~170ksi |
|---|---|---|---|---|
| 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″ (predeterminado de la calculadora) | 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 |
EJEMPLO RESUELTO
Perno de horquilla 1/2″ Grado 8 bajo carga de rallycross
Una cabeza de bieleta se monta en un soporte con un perno de 1/2″ Grado 8 en doble corte. La carga de corte en servicio estimada es de 8,000 lbf en condiciones de circuito de altas prestaciones.
- Perno: 1/2″ de diámetro, Grado 8 (resistencia al corte τ ≈ 90 ksi).
- Área de corte por plano A = π/4×0.5² ≈ 0.196 in². Capacidad de corte simple ≈ 17,671 lbf. Capacidad de doble corte ≈35,343 lbf.
- Carga en servicio P = 8,000 lbf, Kd = 2.2 (circuito de altas prestaciones / impactos con bordillos en rallycross).
- Sf = 35,343 / (8,000 × 2.2) ≈ 2.01 : 1 — supera el mínimo de la directriz SYZ (Sf ≥ 2.0), pero por poco.
- Dado el margen ajustado, compruebe también la capacidad de aplastamiento (desgarro) del soporte o de la cabeza de bieleta alrededor del agujero del perno — esta calculadora solo comprueba el propio perno, no el material circundante.
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