핀 전단 응력 및 베어링 면적 응력 계산기

핀 전단응력과 베어링 면적 응력은 기계 조립체 및 구조물 설계에서 중요한 매개변수입니다. 이러한 측정값은 엔지니어가 부품이 파손 없이 적용된 힘을 견딜 수 있도록 합니다.

배경

핀 전단 및 베어링 응력의 개념은 수 세기 동안 기계 공학 및 설계 분야에서 필수적인 부분이었습니다. 이는 힘이 연결을 통해 전달되고 분산되는 방식을 이해하는 데 기본적이며, 기계 및 구조 설계의 무결성과 안전에 중요합니다.

계산 공식

핀 전단응력과 베어링 면적 응력을 계산하는 공식은 다음과 같습니다.

• 핀 전단응력(SS): \[ SS = \frac{4 \times AF}{\pi \times D^2} \]

• 베어링 면적 응력(BS): \[ BS = \frac{AF}{t \times d} \]

여기서:

• SS는 N/mm² 또는 lbs/in² 단위의 핀 전단응력,
• BS는 N/mm² 또는 lb/in² 단위의 베어링 면적 응력,
• AF는 N 또는 lbs 단위의 적용 하중,
• D는 mm 또는 in 단위의 핀 직경,
• t는 mm 또는 in 단위의 플레이트 두께,
• d는 베어링 면적 응력 공식에 사용되는 핀 직경입니다.

계산 예시

적용 하중 5000N, 핀 직경 35mm, 플레이트 두께 40mm인 조립체를 고려해 보겠습니다. 핀 전단응력과 베어링 면적 응력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

• 핀 전단응력: \[ SS = \frac{4 \times 5000}{\pi \times 35^2} \approx 5.196 \text{ N/mm²} \]

• 베어링 면적 응력: \[ BS = \frac{5000}{35 \times 40} = 3.571 \text{ N/mm²} \]

중요성 및 사용 사례

하중 하에서 전단 또는 항복과 같은 파손 모드를 방지하기 위해 기계 설계에서 핀 전단응력과 베어링 면적 응력을 이해하는 것이 중요합니다. 이러한 계산은 구조 및 기계 연결부의 볼트, 리벳 및 기타 패스너 설계에 필수적입니다.

자주 묻는 질문

1. 핀 전단이란 무엇입니까?

   • 핀 전단은 힘이 가해질 때 핀이 경험하는 전단응력을 말합니다. 이는 핀이 축을 따라 절단 또는 전단력을 견딜 수 있는 능력을 측정한 것입니다.

2. 베어링 면적 응력이 중요한 이유는 무엇입니까?

   • 베어링 면적 응력은 핀이나 볼트가 플레이트에 닿는 면적에 분포된 응력을 나타내기 때문에 중요합니다. 베어링 응력이 높으면 재료 변형이나 파손으로 이어질 수 있습니다.

3. 재료 특성이 이러한 계산에 어떤 영향을 미칩니까?

   • 핀과 플레이트에 사용되는 재료의 강도와 연성은 안전 계수에 영향을 미칩니다. 강도가 높은 재료는 파손되기 전에 더 높은 응력을 견딜 수 있습니다.