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

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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
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@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

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
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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