SUS304の繰り返し使用強度

Question

SUS304の円筒に内圧を加え、 内圧のON/OFFをどの程度繰り返せるか を
計算等で求める事が出来るかどうかを教えてください。

計算が可能であれば、計算式を教えてください。
よろしくお願いいたします。

Accepted Answer

大抵の材料力学の本には、円筒容器にかかる応力の求め方が記載されていま
す。参考にされてはどうですか！

回答(1)の方が、記載されている式も、上記の考え方で、応力をσa(設計温度
における材料の許容引張応力(N/mm2)）とし、「t=」の形に置き換えたもの
です。

この場合、σaは通常、降伏点の2/3にしています。
降伏点に安全率を見ており、この考え方でいけば、内圧のON/OFFを何度繰り
返してもOKです。通常の運転で内圧のON/OFFを何度も繰り返す場合は、この
考え方で計算します。

しかしながら、年に1回だけ過大な内圧がかかる(定修後の立ち上げだけとか)
場合など、その過大な内圧で設計すると不経済な設計になります。そういった
場合のために、JIS B8281では疲労解析の手法を定めております。そちらの手法であれば、クリープ曲線から何回ON/OFFできるか求めることができます。

回答(4)さんより、回答(1)さんの式に関して、ご指摘がありましたが、
誤解を招く書き方かなと思います。
  t=PDi／(2σaη－1.2P)
と書きたかったのではないでしょうか？

Answer

JISB8266付表8図2にオーステナイト系ステンレス鋼の設計疲労曲線があります
これは試験片によるものなので参考にして安全率を見込んで想定する方法が
あると思います。尚、計算式も規定されていたように思いました。
　ちなみに繰り返し回数10＾6回で、約　200N/mm2の応力振幅となっていた
最後に回答1さんの式はオカシイ。計算の単位が全く合っていないので、
何か間違っている気がします。少し気になったので御連絡します

Answer

以下URLを確認してみて下さい。
SUS304を加工硬化で硬度（強度）アップした後のバネ計算値の資料
です。また、
HOME > 材料紹介 > ばね用ステンレス鋼帯（SUS301,SUS304,SUS304L）
の“材料紹介”をクリックしますと、他の材料も確認できます。

参考にして下さい。

Answer

高圧ガスの一般的な最小厚さの定め方で、肉面に圧力をうける
単肉円筒胴の式では、（特に繰り返しの場合は規定されていませんが）

内圧P≦0.385σaηの場合

t=PDi／2σaη－1.2P

t：計算最小厚さ(mm)
P：設計圧力(MPa)
σa：設計温度における材料の許容引張応力(N/mm2)
η：溶接継手の効率(溶接継手が無い場合は１とする。)
C：腐れ代（mm)
Di：胴の内径(mm)　※最大径

となり、Cの腐れ代は必要が無ければ0mmでOKで、
計算最小厚さ+腐れ代＜実使用厚さ
になります。

（40℃時のSUS304のσaは129N／mm2）
繰り返しによる疲労に関しては特に規定されていません。

以上、ご参考まで。

SUS304の繰り返し使用強度