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破壊靭性から臨界き裂長さを計算

臨界き裂長さ計算機は、指定した引張応力のもとでモードIき裂が不安定成長を始め得る欠陥寸法を推定します。破壊靭性を MPa 平方根メートル、作用応力を MPa で入力し、き裂と試験体に対応する無次元の形状係数を指定してください。結果はメートル、ミリメートル、インチで表示されます。線形弾性破壊力学に基づく決定論的な概算であり、規格に準拠した健全性評価の代わりにはなりません。

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臨界長さが表すもの

き裂先端には応力が集中します。線形弾性破壊力学では、この局所的な厳しさをモードI応力拡大係数で表し、一般に K_I = Y × sigma × pi × a の平方根と記述します。sigma は遠方の引張応力、a は選択した形状解で定義されるき裂寸法パラメーター、Y はき裂の形、位置、試験体境界を補正する無次元係数です。K_I が材料の破壊靭性 K_IC に達すると、不安定成長が生じる可能性があります。この等式を変形すると、ここで計算する a_c = (K_IC を Y sigma で割った値)^2/pi が得られます。結果はこの式の仮定内におけるしきい値であり、表示寸法までは部材が必ず安全であるという予測ではありません。実構造物には残留応力、混合モード荷重、疲労進展、腐食、塑性、相互作用する欠陥、測定の不確かさが存在し得ます。工学的な一次判定値として扱い、対象部材と適用地域で求められる安全係数、検査規則、許容基準を適用してください。

整合した入力値と適切な形状係数の選び方

K_IC は MPa 平方根メートル、引張応力は MPa で入力してください。この単位の組み合わせにより、隠れた換算をせずに計算結果がメートルになります。破壊靭性には、材料の状態、方向、板厚、温度、負荷速度、環境に適した値を使用してください。作用応力は、適用する破壊評価法で使用される応力を反映する必要があります。手法によっては、膜応力、曲げ応力、熱応力、残留応力を含めます。形状係数 Y も同様に重要であり、材料固有の普遍的な物性値ではありません。中央き裂、縁き裂、表面き裂、内部き裂の別に加え、有限幅やき裂アスペクト比によって変わります。既定値 1.12 は大きな板の小さな片側縁き裂に対する一般的な近似ですが、より適切な値が不明という理由だけで採用しないでください。公認された便覧、規格、検証済み有限要素解、または適用評価手順から Y を取得し、その a の定義が比較対象の寸法と一致することを確認してください。

結果の読み方と適用限界

計算機は同じ臨界き裂寸法パラメーターをメートル、ミリメートル、インチで返すため、追加換算なしで検査データと比較できます。破壊靭性が高くなると臨界寸法は二乗関係で増加し、作用応力または形状係数が高くなると二乗関係で減少します。この感度のため入力品質が重要であり、応力、靭性、Y の小さな誤差が推定長さの大きな誤差につながります。計算は線形弾性挙動と有効な K_IC を前提とし、通常は十分な拘束と限定的なき裂先端塑性が必要です。平面ひずみの有効条件、疲労寿命、破損評価線図、延性き裂進展は評価しません。また、検査の不確かさと欠陥寸法の定義が関係するため、測定指示が許容可能かどうかも判定しません。予備比較では保守的な入力を用い、出典を記録してください。圧力設備、航空機、橋梁、揚重設備など安全上重要な資産の供用判断には、該当する技術規格を適用し、破壊力学の有資格専門家による総合評価を受けてください。

活用例

検査指示の一次判定

測定したき裂寸法を線形弾性による予備的な臨界長さと比較し、供用適合性の詳細評価が必要か検討します。

材料と荷重への感度確認

破壊靭性、引張応力、形状係数の変化が推定不安定化しきい値をどのように動かすか確認します。

破壊力学計算表の照合

変形した応力拡大係数の計算を独立に再現し、メートル、ミリメートル、インチで整合する結果を得ます。

よくある質問

どの式を使用していますか？

K_IC = Y sigma × pi × a の平方根を a について解き、a_c = (K_IC/(Y sigma))^2/pi を使用します。

入力する単位は何ですか？

破壊靭性は MPa 平方根メートル、作用応力は MPa で入力してください。形状係数は無次元です。

既定の形状係数にはどのような意味がありますか？

1.12 は大きな板にある小さな片側縁き裂の一般的な近似値です。実際のき裂と部材形状に有効な値へ置き換えてください。

結果は安全な許容き裂寸法ですか？

いいえ。安全係数、検査の不確かさ、疲労進展、残留応力、規格の許容基準を考慮する前の理想化したしきい値です。

API 計算の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。同じ決定論的な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/critical-crack

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/critical-crack \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"fracture_toughness":50,"applied_stress":250}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/eng/critical-crack", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "fracture_toughness": 50,
    "applied_stress": 250
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/eng/critical-crack",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "fracture_toughness": 50,
    "applied_stress": 250
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/eng/critical-crack", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"fracture_toughness":50,"applied_stress":250}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"fracture_toughness":50,"applied_stress":250}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/eng/critical-crack", 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

{
  "fracture_toughness": 50,
  "applied_stress": 250
}

レスポンス例

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

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