応力計算機 | BeamMetric

主応力、ミーゼス応力、安全率を計算。

曲げ応力計算機の使い方

断面に作用する最大曲げモーメントと、中立軸から最外縁までの距離(y)を入力します。

断面二次モーメント(I)を入力します。ツールは曲げ公式 σ = My/I を使用して部材の最大法線応力を計算します。

算出された応力を材料の降伏強度(例:A36鋼は250 MPa)と比較し、安全率(通常1.5〜2.0)を適用してください。

FAQ

主応力とは何で、どのように求めますか?

主応力σ₁とσ₂はせん断のない面に作用する最大および最小の垂直応力です。計算機はモールの円を使います:σ₁,₂ = (σx+σy)/2 ± √(((σx−σy)/2)² + τxy²)。σx = 120、σy = 40、τxy = 30 MPaの場合、σ₁ = 130 MPa、σ₂ = 30 MPaとなり、θp ≈ 18.4°に向きます。

最大せん断応力とは何ですか?

モールの円の半径に等しく、τmax = √(((σx−σy)/2)² + τxy²)で、主応力面から45°で作用します。同じ120/40/30 MPa状態ではτmax = 50 MPaです。最大せん断(トレスカ)チェックはこれを材料降伏強度の半分と直接比較します。

フォン・ミーゼス応力は安全率をどう決めますか?

フォン・ミーゼスσvm = √(σx² − σxσy + σy² + 3τxy²)は多軸状態を降伏と比較する1つの等価値にまとめます。120/40/30 MPa状態はσvm ≈ 117.9 MPaを与えるので、A36鋼(σy = 250 MPa)に対し安全率は250/117.9 ≈ 2.1となり、通常の目標1.5-2.0を余裕で上回ります。

単純な荷重では式は簡単になりますか?

はい。純粋な一軸引張りではフォン・ミーゼス応力は作用応力に等しく(σvm = σx)、200 MPaの引張りは200 MPaと読めます。純粋せん断ではσvm = √3·τとなり、100 MPaのせん断は約173 MPaを与えます — これがせん断が支配する部材が生のせん断値が示すより早く降伏する理由です。