ねじ山引張応力面積計算機

はじめに

ねじ山引張応力面積計算機は、ファスナーの引張強度計算に使用する有効断面積（引張応力面積 As）と保証荷重を算出するツールです。ボルトの公称断面積は外径から計算されますが、実際のねじ断面は外径と有効径の中間にある「引張応力面積」で評価します。JIS B 1051（メートル強度区分）と SAE J429（インチグレード）に基づく保証荷重（Fp = As × σp）を算出することで、設計荷重に対するボルト選定の妥当性を検証できます。

仕組み

引張応力面積は As = π/4 × ((d₂ + d₃)/2)²（d₂：有効径、d₃：小径）で算出します。保証荷重は Fp = As × σp（σp：証明応力）で計算します。メートルねじでは JIS B 0205 の寸法を、インチねじでは ASME B1.1 の寸法を使用します。強度区分（4.8・6.8・8.8・10.9・12.9、SAE Grade 2/5/8）ごとの引張強度・降伏点・証明応力プリセットを内蔵しており、ボルト1本あたりの最大許容軸力を即時確認できます。

使用シナリオ

• 圧力容器フランジの M16 強度区分 10.9 ボルトが内圧による引張荷重 45kN を安全率 2 以上で支持できるかを確認する場合。
• SAE Grade 5 ボルトから Grade 8 に変更した際の保証荷重向上量を計算してボルト本数削減の可能性を評価する場合。
• 疲労荷重を受けるエンジンマウントボルトの引張応力面積から疲労限度を推定し、締結設計の余裕度を評価する場合。

よくある質問