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

この記事の要点

一様伸びとは引張力を受ける部材の断面が均一に伸びる段階であり、この後に局所的な絞りが生じ最終的に破断する。

この記事では、一様伸びとは何か、一様伸びはどう計算するのかを整理します。

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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、下記が参考になります。

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。

※ひずみの意味は、下記をご覧ください。

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

※ひずみ、破断の意味は下記が参考になります。

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

※応力とひずみの関係は、下記をご覧ください。

混同しやすい用語

局所伸び（局部伸び）

引張試験で材料にくびれが生じた後、破断部付近のみが大きく伸びる段階。

一様伸びとは異なり断面全体が均一に変形せず、部分的な伸びが生じる。

一様伸びを整理した表を示します。