弾性域とは？1分でわかる意味、ひずみ、弾性変形と塑性変形、塑性域との違い

この記事の要点

弾性域とは応力ひずみ曲線において材料が降伏するまでの範囲で、荷重を取り除くとひずみが0に戻る領域です。降伏点を境に弾性域から塑性域に移行し、塑性域では除荷後も残留ひずみが生じる点が重要な違いです。

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弾性域（だんせいいき）とは応力ひずみ曲線における材料が降伏するまでの範囲のことです。

弾性域では加えた荷重を取り除くと変形（又は歪）も無くなります。

輪ゴムを思い出してください。輪ゴムを引張ると伸びて、力を抜くと元の形に戻りますね。

一方、荷重を除荷しても変形が残ったままになる領域を「塑性域」といいます。

今回は弾性域の意味、ひずみ、弾性変形と塑性変形、塑性域との違いについて説明します。塑性域、弾性と塑性の意味は下記が参考になります。

弾性域とは？ひずみとの関係、塑性域との違い

弾性域（だんせいいき）とは、応力ひずみ曲線における材料が降伏するまでの領域です。

下図をみてください。鋼の応力ひずみ曲線を示しました。この範囲が弾性域です。

弾性域とひずみの関係

鋼に荷重が作用しないとき「応力＝0、ひずみ＝0」です。

荷重を加えると応力とひずみが徐々に「比例的に」増えます。

次に、降伏点に至る前で「荷重を0にする」と応力、ひずみ共に0に戻ります。

このように弾性域では、荷重を加えると歪が生じるのですが、荷重を除荷すると歪も無くなります。

一方、降伏点を超えた「塑性域」では、荷重を取り除いても「ひずみ（又は変形）」は残ったままです。

荷重を除荷したにも関わらず残った歪を「残留ひずみ」といいます。塑性域、塑性の意味は下記が参考になります。

弾性域内で生じる変形を「弾性変形（だんせいへんけい）」、塑性域内で生じる変形を「塑性変形（そせいへんけい）」といいます。

弾性域と弾性変形、塑性変形

弾性変形、塑性変形の詳細は下記が参考になります。

混同しやすい用語

「弾性域」と「塑性域」

弾性域は荷重を取り除くと変形が元に戻る領域。応力とひずみが比例する（フックの法則）範囲。

「降伏点」と「弾性限界」

降伏点は材料が塑性変形を始める応力度。弾性限界は厳密には弾性が保たれる最大応力度で、実用上は降伏点と近い値として扱われる。

試験での問われ方｜管理人の一言

弾性域と塑性域の境界が降伏点（降伏応力度）です。許容応力度計算では弾性域内に応力を収める設計を行い、耐震設計では塑性変形能力（靭性）を活用します。

弾性域を整理した表を示します。