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【材料力学】応力ーひずみ線図から得られる情報 (I-04-2 2020)
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Kazuhiro Suga
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【目標】 1. 弾性変形領域と塑性変形領域を区別できる 2. 負荷と除荷過程の材料挙動を説明できる 3. 延性材料と脆性材料を区別できる
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1.
応力ーひずみ線図から得られる情報 1. 弾性変形領域と塑性変形領域を区別できる 目標 2. 負荷と除荷過程の材料挙動を説明できる 3.
延性材料と脆性材料を区別できる 1/5
2.
弾性変形と塑性変形 ε σ ×上降伏点 下降伏点 破断点 弾性変形(可逆変形) 塑性変形(不可逆変形) 引張強さ ヤング率 降伏点:弾性変形から塑性変形へ移行する限界点 2/5
3.
負荷と除荷過程 ε σ 負荷 除荷 E E εp 永久ひずみ(残留ひずみ) 再負荷 3/5
4.
延性材料と脆性材料 ε σ 脆性材料:脆い材料 塑性変形小 セラミックス,ガラス× 延性材料:延びる材料 炭素鋼,アルミニウム合金 塑性変形大 × 4/5
5.
まとめ:応力ーひずみ線図から得られる情報 1. 弾性変形と塑性変形 2. 負荷と除荷過程
3. 延性材料と脆性材料 弾性変形:応力とひずみが比例関係,可逆変形 塑性変形:小さな応力増加でひずみが増加,不可逆変形 降伏点:弾性変形から塑性変形へ移行する限界点 塑性変形大 塑性変形小 5/5
Editor's Notes
応力ーひずみ曲線を設計に役立てるために
材料に荷重を負荷していった場合,途中で除荷した場合, 材料がどんな挙動をとるのかを,応力ーひずみ線図でみてみます. まず,荷重を負荷して,弾性変形領域で除荷すると,応力ーひずみ線図の上を元の位置まで戻ってきます. 一方,塑性変形領域まで荷重を負荷してから除荷すると図の赤い点線上を辿って応力が0となります. この点線の傾きは,弾性領域の応力ーひずみ線図の傾きと同じになります. そして,除荷しても0にならないひずみを永久ひずみ(あるいは残留ひずみ)と呼びます. この永久ひずみを利用することで,材料を曲げたままにするいった加工が可能になります. さらに,ここから,荷重を再負荷すると,点線をたどって,この点までもどってきます. そこから塑性変形の応力ーひずみ線図をたどって変形が進みます.