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応力ひずみ曲線★図解でぱっと見分かる!かんたん解説

応力ひずみ曲線

応力ひずみ曲線とは、応力(縦軸)とひずみ(横軸)との関係を表したものです。

とくに鋼材などで使用される関係式です。

曲線それぞれの用語や意味を図解でまとめましたのでぜひご確認ください。

それではさっそく参りましょう、ラインナップは目次からどうぞ!

 

応力ひずみ曲線を図解でかんたん解説

応力ひずみ曲線は以下の図解をご覧ください。

応力ひずみ曲線

A 比例限度 応力σとひずみεが比例関係を示す限度のこと。

比例限または比例限界とも呼ばれる

比例限度内での鋼材のヤング係数E(σ=Eεで表される比例定数)はおおよそ200kN/mm²=200GPa

B 弾性限度 荷重を取り去ると応力とひずみが初めの点Oに戻る性質を示す限度

弾性限または弾性限界とも呼ばれる

弾性限度を超えると荷重を完全に取り除いてもひずみが残るが、これを「残留ひずみ」という。

C 上降伏点 比例限度を超えて応力度が下降し始めるピーク点
D 下降伏点 応力が反転する点
E 降伏棚 下降伏点の応力度を保ったままひずみのみ増加する領域

俗に「踊り場」とも呼ばれる

F 引張強さ 応力の最大値

例えば、鋼材の引張強さが400N/mm²の一般構造用鋼材をSS400、溶接構造用鋼材をSM400、溶接構造用耐候性鋼材をSMA400と表す

G 破断点 鋼材が破断する応力のこと

Eの降伏棚から応力は再び増加しますが、このようにひずみが増加するにしたがって応力が再び増加する現象を【ひずみ硬化】といいます。

 

一方、長さℓの丸棒が軸方向にΔℓだけ伸びれば、直径(幅)bの横方向にはΔbだけ縮んで棒は細くなります。

このとき、

横方向のひずみ/軸方向のひずみ=(Δb/b)/(Δℓ/ℓ)

の式が成り立ち、これを【ポアソン比】と呼び、一般にはν(ニュー)で表します。

ちなみに鋼のポアソン比はν=0.3ですので覚えておきましょう。

 

以上です。

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ありがとうございました。

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