試験片形状
荷重・き裂条件
材料特性
モードI き裂開口アニメーション（荷重↑で開口・先端応力集中・K_I=K_Icで進展）
赤=破壊条件 K_I≥K_Ic ／ 青=安全
理論・主要公式
K_I = σ Y(a/W) √(πa); a [m]
rp [mm] = 1000 (K_I/σy)² / (2π) (plane stress)
K_I(ac) = K_Ic; solve with Y(ac/W), σ and W fixed
CT: σ = P/(BW); SENB: σ = 3PS/(2BW²), S=4W
モデルと入力の定義
静的な線形弾性・モードIの学習モデルです。CCTはき裂全長2a・板の全幅2W、SENTはき裂長a・板幅W。CTのσはP/(BW)、SENBのσは3PS/(2BW²)（支点間隔S=4W）です。同じ数値のσでも試験片間で荷重の意味が異なります。
入力から結果を確かめる
- 試験片を選び、応力σ［MPa］、き裂寸法a［mm］、幅寸法W［mm］を入力します。CCTのWは半幅です。
- K_Icと降伏応力σyを設定します。材料プリセットは学習用の代表値で、製品保証値ではありません。
- 入力応力での値を読むには荷重を上限まで進めるか低モーション表示を使います。a/Wが計算範囲外なら数値の代わりに警告を表示します。
再現できる計算例
CCT、σ=100 MPa、a=10 mm、W=100 mm（板全幅200 mm）、K_Ic=50 MPa√m、σy=350 MPa。x=0.1、Y=1/√cos(πx/2)=1.0062よりK_I=17.83 MPa√m、平面応力の塑性域rp=0.413 mm、安全率の比は2.80です。σを200 MPaにするとK_Iは2倍、rpは4倍になります。
🎓条件を1つだけ変えると、式と画面の両方で変化を追えます。 σを200 MPaにするとK_Iは2倍、rpは4倍になります
適用範囲と注意点
CCTは長い板のFeddersen近似、SENTは0<a/W≤0.6、CTは0.2≤a/W≤0.8、CCT/SENBは0<a/W≤0.8に限定します。臨界長が範囲外なら<または>で境界を示し、外挿しません。rpは平面応力の一次推定です。板厚、残存リガメント、塑性域がLEFM条件を満たすかは別途確認が必要で、疲労寿命や検査間隔は計算しません。
よくある質問
いいえ。σとWを固定し、Y(a/W)を毎回更新してK_I(a)=K_Icの根を二分法で求めます。
同じmmです。KがMPa√m、σyがMPaなので、式で得たmを1000倍してmmへ変換します。
CTではσ=P/(BW)という等価公称値を入力します。遠方引張応力と同じ意味ではありません。
き裂寸法を勝手に0.99Wへ変更せず、計算範囲外と表示します。試験片に合う条件へ変更してください。
計算の根拠
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。