概念と仕組み
同じ力が働いても、断面積が小さいほど応力は大きくなります。伸びの量が同じ場合、元の長さが長いほど、相対的な変形は小さくなります。
線形弾性領域において、荷重を取り除くと、元の長さに戻る傾向があります。しかし、降伏点を超えると、永久変形が発生し、十分に変形すると、破壊に至る可能性があります。
関係式と成立条件
記載された名義的応力 σ = F/A₀ および名義的ひずみ ε = ΔL/L₀ は、線形領域における σ = Eε である。この際、傾き E はヤング係数を表す。
大規模な変形の場合、実際の断面積と長さが変化するため、実際の応力と降伏応力間に差が生じます。これは、試金の形状や変形速度、そして材料モデルから得られる結果に影響を与えます。
仮想実験で読み取る変化
弾性域の応力・ひずみ曲線の傾きがヤング率です。
代表定数の区分線形公称応力モデルです。木材も比較用の延性曲線に単純化します。速度依存性を省き、速度は到達ひずみのみ変えます。破断試験をしないでください。
重要な関係式と記号
σ = Eε (elastic) · F = σA · ε = rate × t
| 記号 | 意味 | 単位 |
|---|---|---|
| σ | 公称応力 | Pa |
| ε | 公称ひずみ | 単位なし |
| E | 弾性係数 | Pa |
例で確かめる
同じ応力で断面積を増やすと引張力は？
大きくなる · 弾性域の応力・ひずみ曲線の傾きがヤング率です。
よくある誤解
- 塑性領域および破壊後の場合でも、線形方程式を直接適用することはできません。