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鋼の特性と許容応力計算機
鋼種を選択すると、機械的特性が表示されます。さまざまな荷重タイプに対するASME許容応力、疲労耐久限度、および安全係数を計算します。
特性と許容応力
ASME許容応力
ASME BPVC セクション VIII ディビジョン 1 によれば、室温での許容応力は次のとおりです。
オーステナイト系ステンレス鋼（加工硬化が大きい）の場合、ASME では Rm/3.5 ではなく Rm/2.4 を使用します。
疲労耐久限界
回転曲げを受けるノッチなし研磨鋼試験片の場合：
実際の疲労強度には、表面仕上げ (ka)、サイズ (kb)、信頼性 (kc) などの修正係数が必要です。
荷重の種類別の安全係数
| 荷重タイプ | 因子n | 設計応力 |
|---|---|---|
| 静的（降伏） | 1.5 | Rp0.2 / 1.5 |
| 静的（破断） | 2.4～3.5 | Rm / 2.4 または Rm / 3.5 |
| 脈動疲労 | 2.0 | Se / 2.0 |
| 完全反転疲労 | 2.5 | Se / 2.5 |
| 衝撃 | 3.0～5.0 | Rp0.2 / n |
計算例
プロパティ: Rp0.2 = 900 MPa、Rm = 1100 MPa
σ_許容値（ASME） = min(900/1.5, 1100/3.5) = min(600, 314) = 314 MPa
Se = 0.5 × 1100 = 550 MPa （未修正）
脈動疲労：550/2.0 = 275 MPa
⚠️ 注意： 表示されている特性は代表値です。実際の特性は熱処理、断面サイズ、および材料試験証明書によって異なります。設計計算には必ず認証値を使用してください。
σ_allow = min(Rp0.2/1.5, Rm/3.5)（炭素鋼/合金鋼の場合）。オーステナイト系ステンレス鋼の場合：min(Rp0.2/1.5, Rm/2.4)。これは加工硬化が著しいためです。降伏と破断の両方を防ぐため、小さい方の値が支配的になります。
For steels with Rm < 1400 MPa: Se ≈ 0.5 × Rm. For Rm ≥ 1400 MPa: Se ≈ 700 MPa (flattens due to inclusions). These are for polished, unnotched specimens — apply modification factors for real components.
静荷重：降伏点に対して1.5。破壊：UTS に対して2.4～3.5。脈動疲労：Se に対して2.0。両振り：Se に対して2.5。衝撃：降伏点に対して3.0～5.0。荷重が不明な場合や重要な用途では、より大きな係数を使用してください。
0.2%耐力 — 0.2%の永久塑性変形を生じる応力です。特にオーステナイト系ステンレス鋼のように明確な降伏点を持たない材料では、工学設計における実用上の降伏点となります。
大きく影響します。焼入れ焼戻し（Q&T）は強度（Rp、Rm が高くなる）を高めますが、延性（A% が低くなる）を低下させます。焼ならしは中程度の特性を与えます。焼なましは硬さが最小になります。熱処理の状態は、必ず指定してください。
このページで説明されている手順は、Vibromeraチームが、現場でのロータバランシング用ポータブル2チャンネルバランサー兼振動アナライザーであるBalanset-1Aを使用して開発し、実地試験を行ったものです。
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenkoは、振動解析エンジニアであり、Vibromeraの創業者兼CEOです。 15年以上にわたり、彼は試験台上ではなく現場で回転機械のバランシングを行ってきました——マルチャー、産業用ファン、クラッシャー、遠心分離機、シャフト、スピンドルなど。この経験から生まれたのがBalanset計測器であり、専門家が機械のもとへ持ち運び、現場で単独で使用できる道具として設計されています。実験室用の機器ではありません。 Vibromeraは2017年に設立され、2023年以降はポルトガル・ポルトを拠点としています。Balansetシリーズの開発、組み立て、サポートはすべてここで行われています。フラッグシップ機器はBalanset-1Aであり、単一平面および二平面バランシングと振動診断のための可搬式アナライザーです。 Nikolaiは、カスタマーサポート、困難なバランシング案件への対応、そしてソフトウェアの開発に自ら携わっています。世界中の顧客と、どの言語でも対応しています。
