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修正耐久限度の計算

Q: 直径は必ず入れる必要がありますか？

いいえ。 直径は任意です。省略すると kb は 1 のままです。小さな試験片の一次見積りや、表面と負荷の低下だけが必要なときに用いるのが通例です。

機械加工した直径32 mmの軸が曲げを受け、基準値345 MPa、引張強さ690 MPaなら、修正耐久限度は約235 MPaです。表面・寸法・負荷の各係数も分かります。ブラウザで無料で使えます。

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計算例

入力した場合

Se′(試験片の疲労限度): 345
Sut: 690
表面仕上げ: Machined
荷重の種類: Bending
直径: 32

結果

応力の単位: MPa MPa
表面係数 a: 4.51
表面指数 b: -0.265
Ka: 0.7977770394

研磨された回転曲げ試験片が示す耐久限度は、実機の軸・ボルト・ばねでは決して現れません。表面仕上げ、応力を受ける体積の大きさ、サイクルが曲げ・軸方向・ねじりのいずれであるかがその実験室基準を切り下げ、機械設計の実務では安全率の前に三つの Marin 係数を掛けます。本修正耐久限度計算は、基準耐久限度 Se-prime、引張強さ、表面区分、負荷様式、任意の危険直径を受け取り、表面係数 ka、寸法係数 kb、負荷係数 kc、およびご指定と同じ応力単位での積 Se＝ka×kb×kc×Se-prime を返します。

Marin 補正とは何か、Se = ka · kb · kc · Se′ の組み立て

ハンドブックに載る鋼の耐久限度は、ほぼ常に、完全両振り曲げで試験した小さく高度に研磨された試験片の回転曲げ値 Se-prime です。量産部品はより大きく、より粗く、軸方向やねじりで負荷されることが多いため、長寿命疲労強度 Se は小さくなります。

Joseph Marin はそれらの低下を乗法的な修正係数としてまとめ、Shigley 流の機械設計で用いる形は Se が ka かける kb かける kc かける Se-prime です。

表面係数 ka はべき乗則 ka＝a×Sut^b から得られ、係数 a と b は ground、machined または冷間引抜き、hot-rolled、as-forged の仕上げについてメガパスカル表とキロポンド毎平方インチ表の両方に載っています。polished 仕上げは実験室基準そのものなので ka は 1 と定義されます。

寸法係数 kb は軸方向負荷および小さな回転試験片では 1 です。それ以外は危険直径に関する Shigley の区分則に従い、2.79 ミリメートル以下で 1、51 ミリメートルまで 1.24×d^(−0.107)、254 ミリメートルまで 1.51×d^(−0.157)、それを超えると 0.6 です。

負荷係数 kc は曲げ 1.00、軸方向の引張圧縮 0.85、ねじり 0.59 です。温度・信頼度・その他の係数は Marin 一式に存在しますが、本機能は軸や締結の一次点検を支配する三つの幾何・負荷係数だけを適用し、残りは後段の安全率に残します。

修正耐久限度が必要になる場面

機械要素の授業や技術士相当の査読では、Sut・仕上げ・直径・負荷様式が与えられた軸の Marin 修正耐久限度を求めることが定番です。決定的なオラクルは単位の取り違えや未知の仕上げ名を誤りとし、黙って ka＝1 にはしません。

軸や車軸の設計者は、疲労応力集中係数と安全率を掛ける前に回転曲げの Se-prime を実働の Se に直し、教科書の表が出すのと同じ ka, kb, kc を必要とします。回転曲げ理論と実部品の低下を教える実験台は、学生がブラウザで使うのと同じ純モジュールに対して CI で se を固定できます。無効入力は課金されません。

活用例

軸・車軸の一次疲労点検

既知直径の machined または ground 軸について、応力集中と安全率を掛ける前に回転曲げの Se-prime を実働の耐久限度へ換算します。

授業と PE 試験の Marin 係数演習

学習者が Sut、仕上げ、直径、負荷を送り、誤った単位係数を黙って使う表計算なしに Shigley 表と ka, kb, kc, Se を照合できます。

ボルト・ばねの設計ワークシート

仕上げや負荷の種類が変わったとき、保存済み Se-prime を一括補正し、宿題・LMS プラグイン・量産寸法スクリプトで一つの係数表を共有します。

よくある質問

修正耐久限度 Se はどのように求めますか？

表面係数 ka は Shigley 仕上げ表の a·Sut^b です（polished は 1）。寸法係数 kb は軸方向負荷または直径欠落で 1、それ以外は危険直径の区分関数です。負荷係数 kc は曲げ 1.00、軸方向 0.85、ねじり 0.59 です。

寸法係数 kb が 1 になるのはいつですか？

より大きい直径は Shigley の mid, large, very-large 区分を使います。

直径は必ず入れる必要がありますか？

いいえ。直径は任意です。省略すると kb は 1 のままです。小さな試験片の一次見積りや、表面と負荷の低下だけが必要なときに用いるのが通例です。

曲げ、軸荷重、ねじりではどの負荷係数を使いますか？

曲げは1.00、軸方向の引張・圧縮は0.85、ねじりは0.59です。軸荷重の場合は、入力した直径にかかわらず寸法係数も1のままになります。

どの表面仕上げを選べますか？

研磨、研削、機械加工または冷間引抜、熱間圧延、鍛造のままの5種類です。研磨は実験室の試験片と同じなので係数は1で、粗い仕上げほど耐久限度が下がります。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/eng/endurance-limit

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/eng/endurance-limit \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"se_prime":345,"sut":690,"surface":"machined","loading":"bending"}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/eng/endurance-limit", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "se_prime": 345,
    "sut": 690,
    "surface": "machined",
    "loading": "bending"
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/eng/endurance-limit",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "se_prime": 345,
    "sut": 690,
    "surface": "machined",
    "loading": "bending"
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/eng/endurance-limit", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"se_prime":345,"sut":690,"surface":"machined","loading":"bending"}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"se_prime":345,"sut":690,"surface":"machined","loading":"bending"}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/eng/endurance-limit", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "se_prime": 345,
  "sut": 690,
  "surface": "machined",
  "loading": "bending"
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "eng.endurance_limit",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

技術的な注記

欠落フィールド、正でない強度、未知の仕上げや負荷様式は invalid_input で失敗し、課金されません。

Marin 補正とは何か、Se = ka · kb · kc · Se′ の組み立て

ka、kb、kc の積は marin_product として返り、基準を掛ける前に Se-prime のどれだけが残るかを確認できます。

入力契約、単位、応答形、エラー動作

後者は対応する Shigley の a, b 表を選ぶため、メガパスカルの Sut をキロポンド係数セットと混ぜてはいけません。hot-rolled のようなハイフン付き仕上げ名は受け付けて正規化します。必須フィールド四つを含む JSON 本体を POST してください。se_prime（別名 se, Se, Se_prime, se_base, base_endurance, endurance_limit）は正の回転曲げ基準、sut（別名 Sut, su, ultimate, ultimate_strength, tensile_strength）は同じ応力単位の正の引張強さ、surface（別名 finish, surface_finish, ka_surface）は polished, ground, machined, hot_rolled, as_forged のいずれか、loading（別名 load, load_type, kc_loading）は bending, axial, torsion のいずれかです。任意の diameter（別名 d, dia, size, diameter_mm）は kb が使う危険直径で、省略すると kb は 1 のままです。任意の diameter_unit は既定 mm または in、任意の stress_unit は既定 MPa または kpsi です。フィールドは JSON 数または数値文字列で送れます。欠落、非有限値、正でない se_prime や sut、正でない diameter、surface・loading・単位の列挙外の値はフィールドを名指しして invalid_input となり、課金されません。成功時は整えた入力、surface_coeff_a と surface_exponent_b、ka, kb, kc, marin_product, size_regime、se_prime と同じ単位の修正耐久限度 se、さらに formula、method marin_endurance_limit、短いメッセージを返します。例：se_prime 345 メガパスカル、sut 690、machined 表面、直径 32 ミリメートル、bending なら、ka は約 0.80、kb は約 0.86、kc は 1、Se は約 235 メガパスカルです。

修正耐久限度 API が役立つ場面

Sut と仕上げ区分を既に持つボルト・ばねのワークシートは、次版で a と b が変わるとずれる Shigley 係数の二番目のコピーを埋め込まず、このエンドポイントを呼べます。実装は純粋な parse の tier A のため、成功した呼び出しはモデルトークンも外向き通信もなく公開の基本料金 $0.002 です。リクエストを小さく保ち、テストで丸めた se と marin_product を固定すれば、フルの疲労寿命ソルバを立てずに LMS プラグイン、エッジワーカー、設計ノート向けに再現可能な Marin 補正が得られます。

技術的な質問

どの表面仕上げを受け付けますか。

polished, ground, machined（冷間引抜きを含む）、hot_rolled、as_forged です。hot-rolled のようなハイフン名は正規化します。MPa 表と kpsi 表では a と b が異なるため、Sut と se_prime に合う stress_unit を設定してください。

修正耐久限度の計算はいくらですか。

ブラウザツールは無料です。API 要求は成功した呼び出しごとに前払い KIT 残高から $0.002 です。無効入力は課金されません。

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修正耐久限度の計算

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Marin 補正とは何か、Se = ka · kb · kc · Se′ の組み立て

修正耐久限度が必要になる場面

活用例

軸・車軸の一次疲労点検

授業と PE 試験の Marin 係数演習

ボルト・ばねの設計ワークシート

よくある質問

関連ツール

開発者向け — APIアクセス

エンドポイント

お使いのスタックから呼び出す

リクエスト例

レスポンス例

料金

エラー

技術的な注記

Marin 補正とは何か、Se = ka · kb · kc · Se′ の組み立て

入力契約、単位、応答形、エラー動作

修正耐久限度 API が役立つ場面

技術的な質問

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