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単軸応力状態とは?1分でわかる意味、一軸応力状態との違い、多軸応力状態との関係

単軸応力状態(たんじくおうりょくじょうたい)とは、一方向に軸方向応力が生じる状態です。例えば、引張試験の試験体は、単軸応力状態です。一軸圧縮試験の試験体も、単軸応力状態です。似た用語に一軸応力状態があります。単軸応力状態と同じ意味です。今回は単軸応力状態の意味、一軸応力状態との違い、多軸応力状態との関係について説明します。


一軸圧縮試験、一軸圧縮強度の意味は下記が参考になります。

一軸圧縮試験とは?1分でわかる意味、供試体の寸法、粘着力、一軸

一軸圧縮強度とは?1分でわかる意味、n値との関係、単位、粘着力

単軸応力状態とは?

単軸応力状態(たんじくおうりょくじょうたい)とは、一方向に軸方向応力が生じる状態です。軸方向応力の意味は、下記が参考になります。

軸方向力とは?1分でわかる意味、読み方、軸力との違い、求め方、圧縮


下図をみてください。これが単軸応力状態です。軸方向応力には、引張応力と圧縮応力があります。

単軸応力状態

また、単軸応力状態を一軸応力状態ともいいます。単軸応力状態で、引張応力σnが生じています。このとき引張応力が、材料の降伏強度(降伏強さ)に達するとき、塑性化します。降伏強度、塑性の意味は下記が参考になります。

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

弾性と塑性の性質について

単軸応力状態の読み方

単軸応力状態は「たんじゅんおうりょくじょうたい」と読みます。関係用語の読み方は下記です。


一軸応力状態 ⇒ いちじくおうりょくじょうたい

多軸応力状態 ⇒ たじくおうりょくじょうたい

単軸応力状態と一軸応力状態の違い

単軸応力状態と一軸応力状態は同じ意味です。似た用語に、一軸圧縮試験と一軸圧縮強度があります。一軸圧縮試験は、一方向に圧縮力を作用させた場合の、圧縮強度を求める試験です。詳細は、下記が参考になります。

一軸圧縮試験とは?1分でわかる意味、供試体の寸法、粘着力、一軸

一軸圧縮強度とは?1分でわかる意味、n値との関係、単位、粘着力

多軸応力状態と降伏条件

多軸応力状態とは、色々な方向(2方向、3方向など)から応力が生じる状態です。建築物の構造部材は、多軸応力状態であることも多いです。


前述した単軸応力状態に比べて、降伏条件が複雑です。x、y方向から作用する軸力、せん断力の影響を考慮すべきです。多軸応力状態の降伏条件として、


最大せん断応力説

最大せん断ひずみエネルギー説


などがあります。後者をミーゼスの降伏条件といいます。ミーゼスの降伏条件は、下記が参考になります。

許容せん断応力度とミーゼスの降伏条件式の関係

まとめ

今回は単軸応力状態について説明しました。意味が理解頂けたと思います。単軸応力状態は、一方向に軸方向力が作用する状態です。例えば、棒に引張力が作用する状態が、単軸応力状態です。一軸応力状態との違い、多軸応力状態の意味など併せて勉強しましょう。降伏強度、一軸圧縮試験など下記が参考になります。

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

一軸圧縮試験とは?1分でわかる意味、供試体の寸法、粘着力、一軸


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