圧力容器応力計算機｜円筒・球のLamé解と相当応力

モデルと入力の定義

均質・等方・線形弾性の円筒または球を対象にします。円筒は閉端、端部影響のない位置を仮定します。t/riの薄肉表示にかかわらず、主計算はLamé解を使用します。

入力から結果を確かめる

1. 内半径ri・肉厚tをmm、内圧pi・外圧poをMPaで入力し、材料と円筒／球を選択します。
2. 主計算の周方向応力、内壁の半径方向応力、最大von Mises応力を確認します。
3. 上の加圧動画は独立した内圧スライダーを使う薄肉の概念図です。主計算と同じ結果ではなく、外圧も含みません。

再現できる計算例

閉端円筒、ri=250 mm、t=25 mm、pi=10 MPa、po=0、SS400の例。ro=275 mm、A=47.619 MPa、内壁B/ri²=57.619 MPaより、σθ=105.2 MPa、σr=−10.0 MPa、σz=47.6 MPa。3主応力からσvM=99.8 MPa、降伏応力245 MPaに対する比は2.45です。同じ寸法・圧力の球ではσvM=60.3 MPaになります。

適用範囲と注意点

肉厚参考値は仮定S=σY/3を使う薄肉の周方向応力からの逆算です。ASMEの許容応力表、溶接効率、腐れ代、温度補正を使う規格計算ではありません。外圧がある場合は参考肉厚を表示しません。座屈・疲労・クリープ・ノズル・残留応力は別途評価が必要です。

よくある質問

計算の根拠

• A. F. Bower — Applied Mechanics of Solids, §4.1

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。