Determinação do fator de rigidez de junta aparafusada em tração utilizando o software Excel

Abstract

When a bolted joint is loaded in tension with dynamically, part of this load is absorbed by the bolt and rest is absorbed by the joint material. What determines the portion that is to absorbed by the bolt is the joint stiffness factor. This factor influences the tension which corresponds to pre-load and the safety factor for fatigue failure, thus being an important factor in the design of bolted joints. In this work, three methods of calculating the stiffness factor are compared through a spreadsheet in Excel software. The ratio of initial pre-load and the safety factor for fatigue failure depending on the stiffness factor graph is generated. The calculations for each method show results with a small difference. It is therefore recommended that each project case is analyzed, and depending on its conditions and the range of stiffness values, the more or less rigid method about the safety factor for fatigue failure is chosen. In general, the approximation method provides consistent results and can be easily calculated

Quando uma junta aparafusada é carregada em tração com carga dinâmica, parte desta carga é absorvida pelo parafuso e o restante é absorvido pelo material da junta. O que determina a porção que será absorvida pelo parafuso é o fator de rigidez de junta. Este fator tem influência sobre a tensão correspondente à pré-carga inicial e o coeficiente de segurança à falha por fadiga, sendo assim um fator importante no projeto de juntas aparafusadas. Neste trabalho, três métodos de cálculo do fator de rigidez são comparados por meio de uma planilha elaborada no software Excel. A relação da pré-tensão inicial e do coeficiente de segurança à falha por fadiga em função do fator de rigidez é gerada por gráfico. Os cálculos para cada método apresentam resultados com pequena diferença. É recomendado então, que cada caso de projeto seja analisado, e dependendo das condições e do intervalo de valores de rigidez, seja escolhido o método mais ou menos rigoroso quanto ao coeficiente de segurança à falha por fadiga. De modo geral, o método de aproximação apresenta resultados coerentes e pode ser facilmente calculado