ボルト疲労計算機｜締付け力・応力振幅・Goodman線図

モデルと入力の定義

1本のボルトに加わる外力を0→Faの片振り引張りとして扱います。Φはボルトへの荷重分担率、αAは締付けばらつきのモデル係数です。プリセットの疲労基準値30/50/60/70 MPaは学習用の仮定であり、強度区分から保証される材料値ではありません。

入力から結果を確かめる

1. 強度区分と呼び径を選びます。径スライダーの0〜6はM8・M10・M12・M16・M20・M24・M30に対応します。
2. Φ、最大外荷重Fa［kN］、αAを入力します。Faは外荷重の振幅ではなく、0から繰り返す最大値です。
3. 応力振幅・平均応力と指標を読みます。分離や降伏の警告が出た場合は、Goodman指標だけで判断しません。

再現できる計算例

8.8、M12（As=84.3 mm²）、Φ=0.20、Fa=20 kN、αA=1.40。Fi=0.7×640×84.3/1.4=26,976 N。分離荷重は33,720 Nなので締結状態を維持します。Fb,min=26,976 N、Fb,max=30,976 Nより、σa=23.7 MPa、σm=343.7 MPa、仮定Se=50 MPaでGoodman指標n=1.11です。Φを0.10にするとσa=11.9 MPaへ半減します。

適用範囲と注意点

分離後はFb,max=Faとして力のつり合いを保ちますが、接触・曲げ・こじり・緩み・局所塑性は解きません。S–N曲線や荷重履歴を入力しないため、破断回数や残存寿命は算出できません。n≥1でも実物の安全性を保証しません。

よくある質問

計算の根拠

• NASA — Requirements for Threaded Fastening Systems
• NASA — Preloaded Joint Analysis Methodology

検証対象：表示単位、既知解、入力感度、境界条件、3言語の結果。規格適合や実機精度の保証ではありません。