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残留応力とは?1分でわかる意味、読み方、英語、H形鋼、溶接との関係

残留応力とは、外力が作用しない物体に生じる(残る、残留する)応力です。残留応力の原因に、溶接、熱加工、塑性加工などがあります。今回は残留応力の意味、読み方、英語、H形鋼、溶接との関係について説明します。


似た用語に、残留ひずみがあります。残留ひずみの意味は、下記が参考になります。

残留ひずみとは?1分でわかる意味と図、計算、永久ひずみ、復元力特性

残留応力とは?

残留応力とは、外力が作用しないのに物体に生じる(残る、残留する)応力です。下図をみてください。物体に外力は作用していません。一方で、応力が生じています。これは、何らかの原因により、応力が物体内部に残った状態です。


残留応力


普通、外力が作用するから応力が生じます。外力と応力は「対」の関係です。残留応力は、外力が無いにも関わらず生じる応力なので、特殊な応力といえます。外力、応力の意味は、下記が参考になります。

外力とは?1分でわかる意味、読み方、応力や内力、反力との違い、摩擦力との関係

応力とは?1分でわかる意味と種類、記号、計算法


残留応力が作用する原因として、


・熱加工

・溶接

・塑性加工


があります。例えば、形鋼は熱しながら成形します。これを熱間加工といいます。当然、熱を冷ます必要がありますが、この過程で残留応力が生じるのです。


なお残留応力は、圧縮力と引張力が生じ、この合計は0です(断面内の残留応力は釣り合う)。

残留応力の英語

残留応力は、英語で「residual stress」と書きます。

残留応力の読み方

残留応力は「ざんりゅうおうりょく」と読みます。関係用語の読み方は下記です。


残留ひずみ ⇒ ざんりゅうひずみ

残留歪 ⇒ ざんりゅうひずみ

応力 ⇒ おうりょく

残留応力とH形鋼、溶接の関係

H形鋼のフランジは、中央より表面から冷却収縮します。全ての面が同時に冷却すれば、全体的にH形鋼が縮むだけです。しかし、ある部分から冷却収縮すると、変形が不均一になり、応力が残ります。


また、ビルドH形鋼のように、鋼板を溶接してつくるH形鋼は、溶接部の冷却収縮により残留応力が生じます。


ビルドH形鋼の意味は、下記が参考になります。

ビルドh鋼とは?1分でわかる意味、規格、重量、溶接

まとめ

今回は残留応力について説明しました。意味が理解頂けたと思います。残留応力は、外力が生じない物体の内部に残る応力です。熱加工、溶接、塑性加工により残留応力が生じます。残留応力と似た用語に、残留ひずみがあります。下記の記事も併せて勉強しましょうね。

残留ひずみとは?1分でわかる意味と図、計算、永久ひずみ、復元力特性


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