Um mecânico pode separar um parafuso forte apenas com força manual com uma chave comum? [fechadas]

-1

Eu estou querendo saber se um mecânico típico pode quebrar um parafuso usando uma chave inglesa.

Por exemplo, digamos que a chave é de 15 "de comprimento e a força é aplicada em um raio de 13". O mecânico aplica uma força de 40 libras. Imagine que o fio do parafuso tenha 3/8 "de diâmetro e tenha 16 fios por polegada. O parafuso tem uma resistência à tração de 150.000 PSI.

O parafuso falhará e se quebrará?

mechanical-engineering torque mechanical-failure Wallace Park
fonte
@AndyT Eu mudei o título para torná-lo mais descritivo.
Wallace Park
Você está subestimando a força aplicada por vários fatores. Para cálculos de guardanapo, eu acho que 250 libras é uma estimativa mais segura. E falando de forma realista, um mecânico usaria uma barra de extensão para aumentar a alavancagem aplicada. Pessoalmente, eu arranquei chaves de porca de baixa qualidade ao tentar remover as porcas. E eu estou razoavelmente certo de que eu cortei a cabeça de 3/8 "parafusos enquanto os apertei.
GlenH7
@ GlenH7 A questão não é tanto é possível. Eu sei que isso é possível. Quero ter uma ideia do quanto seria difícil e se isso poderia acontecer acidentalmente com procedimentos e ferramentas normais. Minha preocupação é alguém quebrando um parafuso enquanto apenas tentando apertar, não alguém deliberadamente tentando quebrá-lo.
Wallace Park
@ WallacePark A resposta curta seria sim. Você não limitou a questão fornecendo parâmetros que podem ser usados. Por favor, compartilhe conosco a) o grau do parafuso (se aço) ou material (plástico (nylon, PVC etc.), latão, aço, etc.). b) as chaves / chaves inglesas são consideradas apenas ou chaves ajustáveis? A razão pela qual eu pergunto é que é muito fácil destruir um parafuso de nylon. Além disso, as chaves ajustáveis ​​permitem um braço de alavanca mais longo que as chaves padrão. Acredito que comprimentos de chave padrão foram determinados para limitar o torque que a média humana pode gerar, protegendo assim o parafuso durante o aperto.
NamSandStorm

Respostas:

1

torção T = 40 libras * 13 polegadas = 520 libras-polegadas

tensão de cisalhamento = Tr / J

Eu diria que os threads seriam ignorados, e o estresse seria calculado apenas no diâmetro da haste, mas como você não forneceu isso, eu usaria apenas 3 / 8in como o eixo disponível para resistir ao torque.

Constante de torção J = pi * D 4 / 32 = 3,1415 * (3/8) 4 / 32 = 1.941E-03 em 4

raio r = D / 2 = 3/16 pol

Portanto, tensão = 520 * (3/16) / 1,941E-03 = 50,220 psi

A resistência ao cisalhamento é de cerca de 55% da resistência à tração, proporcionando uma tensão de cisalhamento limitante de 0,55 * 150.000 = 82500psi .

Baseado em seus números, o parafuso sobrevive. Mas eu acho que eu poderia fornecer 100 libras de força (e eu não sou exatamente um cara forte), o que seria suficiente para cortar o parafuso.

AndyT
fonte
Isso não leva em conta o efeito de encadeamento dos encadeamentos. Além disso, você parece estar confuso sobre a relação entre fratura por tração e fratura por cisalhamento.
Wallace Park
@ WallacePark - Claramente você sabe mais do que eu; Por favor, sinta-se livre para compartilhar seu conhecimento, respondendo a sua própria pergunta. Além disso, se você pudesse tornar seu feedback mais construtivo, seria apreciado: o que dizer da relação entre fratura por tração e cisalhamento que eu entendi mal? (Embora haja uma pitada de sarcasmo neste comentário, eu também quero dizer tudo genuinamente.)
AndyT