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一様伸びとは?1分でわかる意味、破断伸び、全伸びの意味、計算式

一様伸びとは、引張力を受ける部材の断面が、一様に伸びることです。対義語を、局所伸びといいます。鋼材を引っ張ると、最初は一様伸びですが、そのうち局所伸びとなります。今回は、一様伸びの意味、破断伸び、全伸びとの違い、計算式について説明します。


※鋼材の応力ひずみ曲線、伸びの意味は、下記の記事が参考になります。

応力ひずみ線図とは?1分でわかる意味、ヤング率と傾き、考察、書き方

材料の伸びとは?1分でわかる意味、定義、計算、必要性、絞りとの関係

一様伸びとは?

一様伸びとは、引張力を受ける部材の断面が、一様に伸びることです。下図をみてください。鋼材を引っ張ると、見た目にはわかりにくいですが、断面は均一に伸びています。部分的に伸びが大きい箇所は無いです。

一様伸びと鋼材

なお、一様伸びの「伸び」とは、変形量ではなく、「ひずみ」を意味することも多いです。下図を見てください。これは鋼材の応力ひずみ線図です。縦軸が応力(正しくは応力度)、横軸がひずみです。

応力ひずみ線図

一様伸びとは、「0(ぜろ)」から「引張強さ」までの、「ひずみ」です。引張強さを迎えてから、破断するまでのひずみを、「局所伸び」といいます。


一様伸びと局所伸びを合計したひずみを、「全伸び」または「破断伸び」といいます。

一様伸びと破断伸び、全伸びの違い

一様伸びと破断伸び、全伸び、局所伸びの違いを下記に整理しました。


一様伸び ⇒ 引張力を受ける部材の断面が、一様に伸びること。0から引張強さ時点のひずみ量。

局所伸び ⇒ 引張強さ時点から破断するまでの、ひずみ量

全伸び ⇒ 一様伸びと局所伸びを合計した値。0から破断するまでのひずみ量、または伸び

破断伸び ⇒ 全伸びと同じ意味

一様伸びの計算

実は、一様伸びの値を計算するのは難しいです。


一様伸びは、引張強さを迎えた時点でのひずみ量(伸び量)です。下図をみてください。弾性領域までは、応力とひずみは比例関係です。そこから塑性化すると、比例関係が成り立たなくなります。一様伸びは実験で計測すると良いでしょう。

応力ひずみ線図

まとめ

今回は一様伸びについて説明しました。意味が理解頂けたと思います。一様伸びは、引張力を受ける部材の断面が、一様に伸びることです。または、応力ひずみ線図において、0から引張強さ時点までの、ひずみ量です。一様伸び、局所伸び、破断伸びの意味を、覚えてくださいね。下記の記事も参考になります。

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