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降伏点とは?1分でわかる意味、求め方、SS400の値、単位、引張強さとの違い

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降伏点とは、鋼材が降伏(塑性)したときの応力です。降伏応力ともいいます。今回は降伏点の意味、求め方、各鋼材の降伏点、降伏点の単位、降伏点と引張強さとの違いについて説明します。今回の記事は、弾性と塑性の性質について勉強するとスムーズに理解できます。※下記の記事が参考になります。

弾性と塑性の性質について

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降伏点とは?

降伏点とは、鋼材が降伏(塑性)し始めるときの応力です。降伏応力ともいいます。下図をみてください(応力―ひずみ曲線といいます)。鋼材が降伏するとき、一度応力が落ちます。この時、鋼材は一時的に耐力が低下し変形だけが進みます。

鋼材の応力―ひずみ曲線

弾性領域では、鋼材を引張っても特に変化はありません(微小な伸びは有り)。ところが降伏すると、鋼材が突然ぐにゅ~と伸びます。お餅やガムが伸びる瞬間をイメージしてください(但し金属なので、顕著に変形はしません)。

降伏と鋼材の変化

降伏点は「上降伏点」ともいいます。降伏点に達した後、応力が低下します。この応力を下降伏点といいます。しばらくは低下した応力を保持し(降伏棚)、変形が進みながら降伏点を超える応力に達します。最大の応力を引張強さといいます。引張強さについては下記の記事が参考になります。

引張強さとは?1分でわかる意味、計算法、単位、降伏点、読み方、記号

降伏点の求め方

降伏点は、降伏応力を求めれば良いですね。降伏応力まではフックの法則が成り立ちます。引張力が作用する鋼材の応力は下式で算定します。


σは応力、Pは引張力、Aは断面積です。降伏時の引張力と、鋼材の断面積が分かれば降伏応力が計算できます。


また下式より、ひずみの値が分かれば、鋼材のヤング係数は一定なので応力が計算可能です。


ひずみは下記の記事が参考になります。

ひずみとは?1分でわかる意味、公式、単位、計算法、測定法、応力との

降伏点の単位

降伏点の単位は、

が一般的です。いずれにしても、荷重を断面積で除した値ですね。※荷重については下記の記事が参考になります。

荷重とは?1分でわかる意味、読み方、種類、応力との違い

鋼材の降伏点一覧(SS400の降伏点など)

鋼材の降伏点一覧を下記に示します。

降伏点と引張強さの違い

降伏点と引張強さの違いを下記に整理しました。

引張強さとは?1分でわかる意味、計算法、単位、降伏点、読み方、記号

まとめ

今回は降伏点について説明しました。降伏点の意味が理解頂けたと思います。降伏点は、許容応力度計算で重要な値です。降伏点を超えないよう部材の応力度を設定するからです。弾性と塑性の性質や、応力とひずみの関係、引張強さについても併せて理解したいですね。

弾性と塑性の性質について

引張強さとは?1分でわかる意味、計算法、単位、降伏点、読み方、記号

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