en skruv i taket, krafter och motkrafter

om vi har en skruv som sitter fast i taket och i skruven har vi fäst en 1kg vikt. då verkar en kraft nedåt enligt m*g=1*9,81=9,81N. Eftersom vikten inte ramlar ned är systemet i statisk jämvikt, dvs summan av alla krafter är 0 och vi har en likadan motkraft (eller vad heter det?) uppåt.

Vad består denna motkraft av? den borde bero på friktionen mellan skruven och taket samt hållfastheten hos skruven och taket. något mer? kan detta beskrivas mer matematiskt? typ

m*g=friktionsfaktor*hållfasthet=0 eller liknande

skruvens, alt takets hållfasthet är ju inte i detta fallet intressant då enda motpolen just nu till dragningskraften neråt är skruvens friktion i gängorna mot materialet i taket, ett vridmotstånd uppstår som borde kunna mätas i newtonmeter. Skruvens hållfasthet är ju inte motsatt kraft gentemot dragningskraften nedåt, däremot en variabel man borde räkna med i en konstuktion

varför är inte hållfastheten intressant? om denna är så låg att gängorna går av eller takmaterial rivs loss. borde det inte vara möjligt att friktionen är högre mellan materialen än vad t.ex. takets hållfasthet är, dvs man får med sig hela skruven och en bit tak ned då taket går sönder...

Fast så länge systemet är i jämvikt så är det ju enbart skruvens förmåga att hålla sig kvar i taket som gör att vikten inte åker ner i golvet. Visst, om skruven sitter tillräckligt bra så kan du dra i vikten så pass hårt att taket rasar, men då är ju inte systemet i jämvikt längre

Om detta är aktuellt, dvs att antingen taket eller skruven går sönder, så är det aktuellt att räkna på hållfasthet,ja. Men då blir det plötsligt en väldigt komplicerad beräkning, då materialet har en väldigt intressant form runt skruven, och även skruven har en form som är komplicerad att räkna på när det gäller hållfasthet.

Allt som oftast är dock den omtalade friktionskraften större än hållfastheten i materialet. För hur ofta sker det att man belastar en skruv så att den skruvar ur sig, snarare än slits ur materialet?

Så ja, det är hållfastheten i materialet som står för motkraften. Beräkningar på detta är dock för komplicerade för att jag ska ens börja fundera på det en fredagkväll, om jag ens har tillräcklig kunskap för det.

Är inte speciellt komplicerad att räkna hålfastigheten på en skruv.

t.ex skjuvspänning i det här fallet. Tau = F/A
(A) Spänningsarean på en skruv A= PI/4*(d2+d3/2)^2

Där d2= Gängans medeldiameter
Där d3 = Gängans innerdiameter


En 8.8 skruv har Brottgräns ~840 MPa och förläningsgräns ~640 MPa.

Se där, kanske inte så jobbigt som jag trodde då. Har dock inte kommit till hållfasthetsläran i min utbildning ännu, utan har bara kvar det lilla som jag fick lära mig i gymnasiefysiken.

jo precis det var detta jag kände intuitivt. och rimligtvis är hållfastheten i takmaterialet mindre ändet i skruvmaterialet eftersom det lär vara vanligare att en bit tak sitter fast runt skruven än att en bit skruv sitter kvar i taket.



och av mitt ovanstående resonemang är det sannolikt inte skruvens hållfasthet som är den svaga länken utan väggmaterialets (?) men att räkna hållf på en vägg, dvs en plan yta som är penetrerad av en skruv, lär inte göra sig med färdiga formler, i synnerhet inte eftersom väggen består av någon poröst oklart betongmaterial som man inte lär hitta data om i någon tabell. därför lär det vara mätningar och FEA som gäller. eller är jag ute å seglar?

Om det ändock hade rört sig om skruvens hållf (vilket jag inte tror att det gör men ändå) så eftersom den sitter fast i taket lär det vara mer aktuellt med dragspänningen än skuvspänningen. skjuvspänning är ju kanske om skruven sitter i väggen och det sitter en tavla på den.

men det var intressant att veta hur man räknar ut spänningsarean på en skruv iaf =)
dock trodde jag man beräknade kraften över tvärsnittsarean i den punkt som kraften läggs på.
och tvärrsnittsarean oavsett var på skruven torde vara cirkulär, dvs pi*r^2. jag köper möjligtvis att skruven genomsnittliga area är innerradien + halva gängans radie (åtminstone approximativt, lite beroende på gängornas utformning), men det jag inte förstår är varför du delar med 4?