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塑性域とは?1分でわかる意味、読み方、弾性域との違い、ヤング率と応力の関係

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塑性域(そせいいき)とは、材料に加えた荷重を取り除いても「ひずみ」が残るような状態のことです。応力ひずみ曲線を描いた時「降伏した後が塑性域、降伏前が弾性域(だんせいいき)」です。弾性域内で材料に加えた荷重を除荷すると「ひずみ」も無くなります。


今回は塑性域の意味、読み方、弾性域との違い、ヤング率と応力の関係について説明します。弾性、塑性の詳細は下記をご覧ください。

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塑性域とは?弾性域との違い

塑性域(そせいいき)とは、材料に加えた荷重を取り除いても「ひずみ」が残るような状態のことです。


塑性域と永久ひずみ


下図をみてください。鋼に引張力を加えて破断するまでの「応力」と「ひずみ」の関係をグラフ化しました。応力ひずみ曲線(応力ひずみ線図)などと言います。


塑性域と応力ひずみ曲線


このとき「降伏した後を塑性域」「降伏する前を弾性域」といいます。弾性域の範囲内で荷重を取り除くと「ひずみ」も0になります。


弾性域とひずみの関係


塑性域と弾性域の違いを下記に示します。


塑性域 ⇒ 荷重を取り除いても「ひずみ」が残るような状態。応力ひずみ曲線における降伏した後の領域のこと

弾性域 ⇒ 荷重を取り除くと「ひずみ」が0になる状態。応力ひずみ曲線における降伏前の領域のこと


応力ひずみ曲線、弾性、塑性の詳細は下記が参考になります。

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塑性域の読み方

塑性域は「そせいいき」と読みます。関係用語の読み方を下記に示します。


弾性域 ⇒ だんせいいき

弾塑性 ⇒ だんそせい

弾性 ⇒ だんせい

塑性 ⇒ そせい

塑性変形 ⇒ そせいへんけい


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塑性域とヤング率、応力の関係

下図をみてください。鋼の応力ひずみ曲線をみると、塑性域では「応力とひずみの関係が比例で無くなる」のです。


塑性域とヤング率、応力の関係


弾性域では応力σとひずみεは比例関係にあります。式で表すと、


σ=Eε


です。Eをヤング率(ヤング係数)といいます。弾性域ではE=σ÷εを計算してヤング係数を算定できます。一方、塑性域では上記の関係は成立しないので、ヤング率は簡単には計算できません。ヤング率の詳細は下記が参考になります。

ヤング係数ってなに?1分でわかるたった1つのポイント

まとめ

今回は塑性域について説明しました。塑性域とは、材料に加えた荷重を取り除いても「ひずみ」が残るような状態です。応力ひずみ曲線における「降伏した後の領域」と考えてください。応力ひずみ曲線、ヤング率など関係用語も勉強しましょうね。

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ヤング係数ってなに?1分でわかるたった1つのポイント

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