Os fixadores roscados estão entre os componentes mais comumente fabricados na história do mundo. No entanto, quase ninguém entende como eles realmente funcionam. Isso faz com que você pareça retardado e incompetente, um fracasso abismal, e mata pessoas que confiam em você. Então preste atenção: 🧵

A primeira coisa a entender é esta: Um parafuso é uma mola. Ele aplica força ao ser esticado. Isso significa que precisa permanecer dentro do regime elástico linear do diagrama tensão-deformação. "uau" você pensa. "Eu nunca soube disso." Claro que não. Não é nem 1% da física dos parafusos.

A constante elástica efetiva de um parafuso vem da parte do parafuso que não está engajada com nenhuma rosca. A força de aperto de um parafuso é gerada ao esticar esta parte não engajada. É por isso que alguns parafusos têm uma parte do eixo sem rosca que contorna as roscas.

Há uma constante elástica efetiva "ideal": Se for muito baixa, é como uma esponja, macia, e não fornece muita tensão adicional contra uma força de separação. Se for muito alta, é "frágil", pequenas rotações (por exemplo, devido a vibrações) reduzirão massivamente a força de aperto.

Mas também há o material sendo comprimido que age como uma mola. É por isso que você usa arruelas - para aumentar o volume efetivo de material sob carga. Pare de matar seus entes queridos pulando as arruelas. Arruelas salvam vidas. Material rígido, parafuso elástico. Mas por quê?

O material preso e o parafuso atuam como molas em paralelo. Material rígido significa que menos da carga cíclica atua sobre o parafuso. Isso significa que a pré-tensão do parafuso pode ser maior sem que ele falhe. Não saber sobre a pré-tensão do parafuso é como não entender um semáforo, seu filho.

A pré-carga ou pré-tensão do parafuso é quão apertado o parafuso está inicialmente e gera a força de aperto constante. É essa força de aperto entre as superfícies de um material, e a fricção que produz, que resiste ao cisalhamento. Alta pré-tensão significa menos cisalhamento absorvido pelo próprio parafuso.

Mas a maior parte do torque que você aplica ao parafuso nem vai para a força de aperto, vai para o atrito da rosca e da cabeça. Isto é bom - impede que as roscas se "desenrolem" sozinhas, mantendo a pré-tensão do parafuso, aliviando as tensões axiais e de cisalhamento no material.

"Então eu vou usar toneladas de fios engajados para que nunca se desbloqueie" você diz - também é retardado. Quase todas as forças estão ocupadas pelos primeiros poucos fios. Fios mais finos são quase sempre melhores para gerar tensão, prevenir falhas, etc. 10 fios engajados são mais do que suficientes.

Isto é apenas o começo da física introdutória dos parafusos. Uma vez que você entra em condições de vácuo, precisa se preocupar com o ar preso nas roscas, a liberação de gases, começar a usinar coisas em tântalo. Ou reatores nucleares onde os nêutrons fazem seus parafusos incharem.

Resumindo: - Os parafusos são molas, geram forças de aperto ao serem esticados - As arruelas ajudam a retirar cargas axiais dos parafusos e colocá-las nos materiais - Pré-tensão significa que as forças de cisalhamento atuam nos materiais apertados, não nos eixos dos parafusos - Roscas finas são quase sempre melhores - Neutrons fazem os seus parafusos incharem A última coisa a ter em mente é esta: a CIA desclassificou documentos dizendo que o universo é um ovo cósmico com um fluxo cíclico de tempo, o que significa que a falha em entender a física dos parafusos condena você a um samsara eterno de incompetência mecânica