ForHosting KIT · 開発者向けツール

降伏強度・引張強度・破断ひずみから靭性率を推定

この靭性率計算ツールは、材料が破断するまでに単位体積当たりで吸収できるエネルギーを簡易的に推定します。降伏強度と引張強度をメガパスカルで入力し、工学破断ひずみを無次元の比率で入力してください。2つの応力値の平均に破断ひずみを掛け、結果を立方メートル当たりのメガジュールで示します。完全な応力–ひずみ曲線がない段階で、材料候補を予備比較する用途に適しています。

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推定値が表すもの

靭性率は、材料を無応力状態から破断まで負荷したときに、単位体積当たりで吸収されるエネルギーです。実験では、測定した応力–ひずみ曲線の全領域を積分する方法が最も信頼できます。しかし、初期設計、供給元の選定、学習課題などでは、降伏強度、引張強度、破断伸びしか得られない場合があります。本ツールは、降伏強度と引張強度の算術平均を破断までの代表応力とみなし、その平均応力に破断ひずみを掛けて曲線下の面積を近似します。メガパスカルに無次元ひずみを掛けた数値は、立方メートル当たりのメガジュールと数値的に一致するため、換算は直接行えます。結果は試験データの代用ではなく、候補を絞り込むための概算値としてお使いください。同じ前提と強度・ひずみの定義をすべての候補に適用すれば、一貫した比較に役立ちます。

整合する工学値を入力してください

2つの強度はメガパスカルで入力してください。通常の引張過程では降伏が最大工学応力より先に起こるため、引張強度は降伏強度以上である必要があります。破断ひずみは百分率ではなく比率で入力します。破断伸びが20パーセントなら 0.20、5パーセントなら 0.05、100パーセントなら 1.00 を使用してください。20 と 0.20 を取り違えると結果が100倍になるため、自動的な百分率変換は行いません。可能であれば、試験片方向、温度、ひずみ速度、調整状態、試験規約が同じ値を使用してください。工学応力・工学ひずみと真応力・真ひずみを混在させないでください。明瞭な降伏点がない材料では、一貫して定義した耐力を使用できますが、その選択を推定値とともに記録してください。入力は正の有限数に限り、強度の順序が物理的に整合しない場合はエラーになります。

近似方法と限界をご確認ください

平均応力モデルは、実際の応力–ひずみ曲線を長方形に単純化します。その高さは降伏強度と引張強度の中間、幅は破断ひずみです。実際の曲線がこの形状と完全に一致することはほとんどありません。初期の弾性三角形、くびれ、加工硬化の詳細、変形局在後の工学応力と真応力の差は反映されないことがあります。そのため、脆性材料、非常に延性の高いポリマー、著しいくびれを示す金属、破断前に応力が急低下する材料では、実測靭性を過大または過小評価する可能性があります。候補順位、概略の実現性確認、教育、初期仮定の記録にご利用ください。安全率、破壊が重要な部品、材料認証、最終的な有限要素解析入力には、十分に測定された試験データを積分し、該当規格に従ってください。出力される平均応力から計算過程を容易に確認できます。

活用例

材料候補を予備選定

データシートに強度と伸びだけがあり、完全な引張曲線がない場合に、単位体積当たりの概算吸収エネルギーを比較します。

初期設計の仮定を確認

実験による応力–ひずみデータが得られる前に、初期計算用の再現可能な靭性推定値を記録します。

変形エネルギーを説明

代表応力とひずみの積がエネルギー密度になること、および曲線積分の方が正確である理由を示します。

よくある質問

どの計算式を使用しますか？

((降伏強度 + 引張強度) / 2) × 破断ひずみを使用します。平均応力によって応力–ひずみ曲線下の面積を近似する方法です。

入力する単位は何ですか？

2つの強度は MPa、破断ひずみは無次元比で入力してください。推定靭性率は MJ/m³ で返されます。

破断ひずみは百分率で入力しますか？

いいえ。最初に比率へ変換してください。破断ひずみが30パーセントなら 0.30 と入力します。

応力–ひずみ曲線の積分と同じですか？

いいえ。測定曲線を積分する方が正確です。本方式は、材料特性の要約値しかない場合の概算に適しています。

API の計算料金はいくらですか？

API リクエスト1回の料金は $0.002 です。同じ決定論的計算をブラウザーでも実行できます。

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/modulus-of-toughness

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/modulus-of-toughness \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"yield_strength":250,"ultimate_strength":450,"fracture_strain":0.3}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/eng/modulus-of-toughness", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "yield_strength": 250,
    "ultimate_strength": 450,
    "fracture_strain": 0.3
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/eng/modulus-of-toughness",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "yield_strength": 250,
    "ultimate_strength": 450,
    "fracture_strain": 0.3
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/eng/modulus-of-toughness", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"yield_strength":250,"ultimate_strength":450,"fracture_strain":0.3}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"yield_strength":250,"ultimate_strength":450,"fracture_strain":0.3}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/eng/modulus-of-toughness", 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

{
  "yield_strength": 250,
  "ultimate_strength": 450,
  "fracture_strain": 0.3
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "eng.modulus_of_toughness",
  "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。

KITの完全なドキュメントを見る →