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鋼材特性與允許應力計算器
選擇鋼材等級以查看機械特性。計算不同負載類型的 ASME 允許應力、疲勞耐力極限及安全係數。
ASME BPVC
Rp0.2 / Rm
疲勞 Se
特性與允許應力
ASME 允許應力 σ_allow
—
Rp0.2 屈服強度
—
抗拉強度 Rm
—
疲勞耐力極限 Se
—
伸長率 A%
—
硬度 HB
—
密度
—
安全係數 (n)
—
ASME 允許應力
根據 ASME BPVC 第八篇第一分篇,室溫下的允許應力為:
對於奧氏體不鏽鋼(具有顯著的加工硬化),ASME 使用 Rm/2.4 而非 Rm/3.5。
疲勞耐力極限
對於無缺口、拋光的鋼材試樣在旋轉彎曲下:
實際疲勞強度需要針對表面粗糙度 (ka)、尺寸 (kb)、可靠度 (kc) 等進行修正係數:
依負載類型的安全係數
| 負荷類型 | 係數 n | 設計應力 |
|---|---|---|
| 靜態(屈服) | 1.5 | Rp0.2 / 1.5 |
| 靜態(斷裂) | 2.4–3.5 | Rm / 2.4 或 Rm / 3.5 |
| 脈動疲勞 | 2.0 | Se / 2.0 |
| 完全反向疲勞 | 2.5 | Se / 2.5 |
| 衝擊 / 震動 | 3.0–5.0 | Rp0.2 / n |
實務範例
範例 — 42CrMo4 Q&T
特性: Rp0.2 = 900 MPa, Rm = 1100 MPa
σ_allow (ASME) = min(900/1.5, 1100/3.5) = min(600, 314) = 314 MPa
Se = 0.5 × 1100 = 550 MPa (未修正)
脈動疲勞:550/2.0 = 275 MPa
⚠️ 注意: 所示特性為典型值。實際特性取決於熱處理、截面尺寸及材料測試證書。設計計算時請務必使用經認證的數值。
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