降伏点とは？意味、求め方【わかりやすい解説】
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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。
塑性とは？1分でわかる意味、靭性、延性、弾性との違い、対義語、塑性変形能力との関係
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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。
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＝Ｐ／Ａ
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。
- σ＝Ｅε
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、
- Ｎ／ｍ㎡
- Ｐａ
- Ｍｐａ
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が参考になります。
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。
- SN400、SS400、SSC400 ⇒ 245以上
- SS490、SN490 ⇒ 325～445以下
- SR235 ⇒ 235以上
- SD295A ⇒ 295以上
- SD345 ⇒ 345以上～440
- SD390 ⇒ 390～510
- SD490 ⇒ 490～625
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。
- 降伏点 ⇒ 鋼材が降伏したときの応力
- 引張強さ ⇒ 鋼材のもつ最大の強度
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。
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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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- 名前 ハナダユキヒロ/MITUME lab代表.
- 2010年 弊サイトを開設
- 2010～2017年 国立大学大学院修了
- 2017年12月に当HPが書籍化。
- 「わかる構造力学」
- 2022年4月に「わかる構造力学」の改訂版出版。
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