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Soderberg疲労基準計算

Q: 交番応力は応力の全範囲ですか？

いいえ。 最大応力と最小応力の差の半分に相当する振幅です。平均応力は両者の中点です。

Q: 圧縮平均応力を入力できますか？

いいえ。 この契約は引張平均応力に対する標準Soderberg線を対象とし、0以上の値を要求します。未記載の圧縮補正は適用しません。

交番応力120、平均応力80、疲労限度300、降伏強さ500なら、Soderberg基準の利用率は0.56、余裕は0.44で安全と判定されます。繰り返し荷重が許容範囲に収まるかを一目で確認できます。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

交番応力: 120
平均応力: 80
疲労限度: 300
降伏強度: 500

結果

交番比: 0.4
平均比: 0.16
ソダーバーグ利用率: 0.56
安全率: 1.7857142857

Soderberg疲労基準計算機は、交番応力、平均応力、修正耐久限度、材料の降伏強さから変動応力状態を評価します。これらの量に対する保守的な線形関係を適用し、各正規化成分、利用率、余裕、安全率、および安全か危険かの明確な判定を返します。すべての入力には同じ応力単位を使用してください。MPa、Pa、ksi、psiのいずれも、混在させなければ使用できます。

Soderberg線が評価する内容

繰返し荷重では、最大応力が静的な降伏強さを下回っていても部品が損傷することがあります。Soderberg線図では、変動する応力履歴を、サイクルの振幅を表す交番応力と、引張側への偏りを表す平均応力に分けます。この基準では、交番応力を修正耐久限度で、平均応力を引張降伏強さで正規化し、両方の寄与を加算します。

1未満は保守的な安全領域、1は境界上、1を超える値は境界外を示します。この計算機は2つの比を個別に表示するため、繰返し振幅と引張平均荷重のどちらが許容量を多く使用しているか確認できます。利用率と残りの余裕も示すので、単純な合否表示より監査しやすい結果になります。

本モデルは0以上の引張平均応力を対象としており、圧縮平均応力を暗黙に別の値として扱うことはありません。

入力方法と結果の読み方

交番応力には、ピーク間の全範囲ではなく、0以上の振幅を入力してください。応力サイクルが最小値から最大値まで変化する場合、交番応力はその差の半分、平均応力は両者の中点です。表面仕上げ、寸法、温度、信頼度、応力集中、荷重形式が影響する場合は、実験室試験片の未修正値ではなく、実部品と荷重条件に合わせて修正した耐久限度を指定してください。

降伏強さには、評価する材料状態の引張降伏強さを用います。4つの値には一貫した応力単位が必要ですが、単位は比の計算で相殺されます。Soderberg利用率は交番成分と平均成分の和です。

利用率0.80は許容量の80パーセントを使用し、余裕0.20を残します。両方の負荷応力を同じ比率で増やす場合、安全率は1.25です。安全率が1未満なら危険と判定されます。

両方の応力が0の場合、利用率0による除算に有限値がないため、安全率は無限として表示されます。

適用範囲、前提条件、工学的な利用

Soderberg法は、耐久限度の切片と降伏強さの切片を直線で結ぶため、意図的に保守的です。そのため、予備的なスクリーニング、教育、降伏防止を重視する設計照査、多数の荷重ケースの自動確認に適しています。ただし、完全な疲労寿命解析ではありません。

本計算は、入力した交番応力と平均応力がすでに危険箇所の局所応力状態を表し、耐久限度が実部品に合わせて補正済みであることを前提とします。応力集中や切欠き感度の算定、多軸応力の合成、S-N曲線による有限寿命の推定、累積損傷、残留応力、繰返し塑性のモデル化は行いません。実際の用途では、設計規格、材料データ、荷重スペクトル、要求信頼度と照合してください。

材料や破壊形態によっては、Goodman、Gerber、ASME楕円、ひずみ寿命法、破壊力学の方が適切です。

活用例

軸の荷重ケースを予備評価

曲げ振幅と一定引張応力による軸の初期設計が、保守的なSoderberg境界内にあるか確認します。

疲労計算表を監査

正規化された各寄与、利用率、余裕、安全率を、決定論的な基準結果として再計算します。

材料候補を比較

負荷応力を固定し、材料状態ごとの修正耐久限度と降伏強さを比較します。

よくある質問

MPa、psi、ksiを使用できますか？

はい。 4つの入力すべてに同じ単位を使えば、任意の応力単位を使用できます。正規化比と安全率は無次元です。

交番応力は応力の全範囲ですか？

いいえ。最大応力と最小応力の差の半分に相当する振幅です。平均応力は両者の中点です。

圧縮平均応力を入力できますか？

いいえ。この契約は引張平均応力に対する標準Soderberg線を対象とし、0以上の値を要求します。未記載の圧縮補正は適用しません。

安全率が1より大きい場合は何を意味しますか？

入力した両応力をその係数で比例的に増やすと、点がSoderberg線に達することを示します。規格所定の係数や不確かさ解析の代用ではありません。

最小値と最大値から交番応力と平均応力を求めるには？

交番応力は最大値と最小値の差の半分、平均応力は両者のちょうど中間の値です。入力するのは振幅であり、山から谷までの全範囲ではありません。

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/soderberg-fatigue

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/soderberg-fatigue \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"alternating_stress":120,"mean_stress":80,"endurance_limit":300,"yield_strength":500}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/eng/soderberg-fatigue", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "alternating_stress": 120,
    "mean_stress": 80,
    "endurance_limit": 300,
    "yield_strength": 500
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/eng/soderberg-fatigue",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "alternating_stress": 120,
    "mean_stress": 80,
    "endurance_limit": 300,
    "yield_strength": 500
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/eng/soderberg-fatigue", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"alternating_stress":120,"mean_stress":80,"endurance_limit":300,"yield_strength":500}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"alternating_stress":120,"mean_stress":80,"endurance_limit":300,"yield_strength":500}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/eng/soderberg-fatigue", 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

{
  "alternating_stress": 120,
  "mean_stress": 80,
  "endurance_limit": 300,
  "yield_strength": 500
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "eng.soderberg_fatigue",
  "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

Soderberg線が評価する内容

sigma_a / Se + sigma_m / Sy <= 1 のとき、その点は許容範囲です。

適用範囲、前提条件、工学的な利用

ブラウザー計算は透明性の高い単発照査に使え、APIは1項目あたり$0.002で、同じ式による再現可能な表計算、一括評価、回帰試験に利用できます。

技術的な質問

どの式を使用しますか。

sigma_a / Se + sigma_m / Sy <= 1 を評価します。sigma_aは交番応力、sigma_mは引張平均応力、Seは修正耐久限度、Syは引張降伏強さです。

API計算の料金はいくらですか。

APIで正常に処理された1項目には、公開基本料金$0.002が適用されます。同じ決定論的計算をブラウザーですぐに確認することもできます。

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Soderberg疲労基準計算

無料で実行

計算例

Soderberg線が評価する内容

入力方法と結果の読み方

適用範囲、前提条件、工学的な利用

活用例

軸の荷重ケースを予備評価

疲労計算表を監査

材料候補を比較

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

Soderberg線が評価する内容

適用範囲、前提条件、工学的な利用

技術的な質問

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