安全率・許容応力の考え方

数値を変えて関係を確認

学習用の入力例です。材料の保証値や、実機への推奨安全率ではありません。

n = R / σ　　σ_allow = R / n_req　　MS = n / n_req − 1

目標安全率と計算安全率は別です

計算安全率 n は「選んだ基準強度 ÷ 発生応力」です。目標安全率 n_req は、適用規格・用途・不確かさから設計側で指定する値です。n ≥ n_req は、その比較基準を満たすという意味です。

許容応力との関係

単純な静的降伏の比較では σ_allow = Sy / n_req。Sy は材種だけでなく、厚さ・製品形状・熱処理・温度に合った降伏強さや耐力です。既に規格等で許容応力が決まっている場合は直接入力し、同じ安全率を二重に掛けません。

何を壊れ方の基準にするか

降伏・引張破断・疲労・座屈・溶接・接触疲労は別の評価です。延性材料の静的な純せん断に von Mises の降伏条件を使う場合だけ、せん断の基準を Sy / √3 とします。樹脂の長期荷重や溶接部へ母材の降伏点をそのまま流用しません。

安全率はいくつにすればよい？

一律の「これなら安全」という数字はありません。法令・適用規格、荷重のばらつき、衝撃・繰返し、製造誤差、腐食・温度、故障時の影響から決めます。このページの 2 は計算例で、用途への推奨値ではありません。

結果を見て次に確認すること

「目標以上」は、その入力条件・破壊基準での比較です。たわみ、疲労、局部座屈、接合部、支持条件や実際の荷重を別に確認します。Euler 座屈の Pcr / P は理論値で、弾性の細長い柱に適用できる場合だけ評価します。