2009-12-23

弾性変形、塑性変形、降伏点、降伏比

材料の変形のまとめ

弾性変形:F=kx
荷重Fと変位xが比例している状態、kはバネ係数などに代表される係数。力学的に言うと弾性係数?

荷重F=0だと変位x=0。
即ち、チカラを加えると変形するけど、かかっていたチカラが取り払われると、モノは伸びていた状態から元の状態に戻る。

また、グラフで表すと原点ゼロを通る直線となる。荷重Fに対して変位xが少ないほどその傾きが大きくなり、変形しにくい=固いと言える。


塑性変形:
荷重Fと変位xが比例しない状態であり、荷重をゼロにしても変位(変形)したまま元に戻らない。

グラフでは直線にならず、荷重Fが一定のまま変位xだけが増えていく状態。


降伏点:
弾性変形から塑性変形に切り替わる点。弾性限界点ともいう。

この降伏点を境に、弾性領域(変形しても元に戻る)と塑性領域(変形したまま元に戻らない)に分かれる。なるほど。


降伏比:
降伏応力÷引張応力、降伏点÷引張強さともいう。似たようなもん。

降伏応力:
降伏点にいたる時の応力。

引張応力:
破断(壊れる)した時の応力。

○○応力、○○強さ、○○強度:
部材に受ける荷重を、その荷重がかかる面積で割った値。単位は、kg/m㎡またはN/m㎡など。

これは、毎年勉強して、毎年忘れること・・・(あほ)涙

降伏比が大きいということは、降伏応力と引張応力に差がないということ。即ち、降伏点に達した後伸びはじめてすぐに壊れちゃう感じ。伸びる余地がないため、局部座屈がおきやすい。局部座屈とは、部材の一部分が集中的に壊れること?かな。後日しらべましょう。

一方、降伏比が小さいということは、逆に降伏応力と引張応力に差があるということだから、降伏点に達した後、さらに荷重がかかっても塑性変形を続けていて、壊れるまでに伸びる余力がある。


なるほどなるほど。
だから、鋼材やなんかに、降伏比が小さい部材が喜ばれるわけだ。
なるほどねー
いい加減覚えないと。汗

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