降伏応力は、破断又は破砕することなく塑性変形を受けることである永久変形し始める目的のために必要な労力、として定義されます。
この制限は一部の材料では少し不正確であり、使用する機器の精度は重量要素であるため、エンジニアリングでは、構造用鋼などの金属の降伏応力は、0.2％の永久変形を生成するものであると判断されています。オブジェクト。
図1.建設に使用される材料は、それらが耐えることができるどれだけのストレスを決定するためにテストされます。出典：Pixabay。
降伏応力の値を知ることは、その材料が、それを使用して製造された部品に与えたい用途に適切かどうかを知るために重要です。パーツが弾性限界を超えて変形した場合、意図した機能を正しく実行できなくなる可能性があるため、交換する必要があります。
この値を取得するために、通常、さまざまな応力または荷重を受ける材料（試験管または試験片）で作成されたサンプルに対して、それぞれが経験する伸びまたは伸びを測定しながらテストが行われます。これらのテストは引張テストとして知られています。
引張試験を行うには、まずゼロから力を加え、サンプルが壊れるまで徐々に値を増やします。
ひずみ応力曲線
縦軸に荷重、横軸にひずみをとり、引張試験で得られたデータ対をプロットします。結果は、以下に示すようなグラフ（図2）で、材料の応力-ひずみ曲線と呼ばれます。
それから多くの重要な機械的特性が決定されます。各材料には独自の応力-ひずみ曲線があります。たとえば、最もよく研究されているものの1つは、軟鋼または低炭素鋼とも呼ばれる構造用鋼です。建築で広く使われている素材です。
応力-ひずみ曲線には、適用された荷重に応じて材料が特定の動作をする特徴的な領域があります。それらの正確な形状はかなり異なる可能性がありますが、それでも以下に説明するいくつかの共通の特徴があります。
以下については、非常に一般的な用語で構造用鋼に対応する図2を参照してください。
図2.鋼の応力-ひずみ曲線。出典：Hans Topo1993から変更
弾性ゾーン
OからAまでの領域は、フックの法則が有効な弾性領域であり、応力とひずみは比例します。このゾーンでは、応力を加えた後に材料が完全に回復します。ポイントAは比例限界として知られています。
一部の材料では、OからAに向かう曲線は直線ではありませんが、それでも弾性があります。重要なことは、充電が終了すると元の形状に戻ることです。
弾塑性ゾーン
次に、AからBまでの領域があります。この領域では、努力によって変形がより急速に増加し、両方は比例しません。曲線の傾きが小さくなり、Bで水平になります。
点Bから、材料は元の形状に戻らなくなり、その点での応力の値は降伏応力の値と見なされます。
BからCまでの領域は、材料の降伏またはクリープゾーンと呼ばれます。負荷が増加していなくても、変形が続きます。減少する可能性もあるため、この状態の材料は完全にプラスチックであると言われています。
塑性域と破壊
CからDの領域では、ひずみ硬化が発生します。この場合、材料は分子レベルおよび原子レベルでその構造に変化を示し、変形を達成するためにより大きな努力を必要とします。
このため、曲線は最大応力σmaxに達すると終了する成長を経験します。
DからEへの変形は可能ですが、荷重は小さくなります。狭窄と呼ばれる一種の薄肉化がサンプル（試験片）に形成され、最終的にE点で破壊が観察されます。ただし、すでにポイントDでは、材料は破損していると見なすことができます。
収量を取得するにはどうすればよいですか？
材料の弾性限界L eは、弾性を失うことなく耐えることができる最大応力です。これは、最大力F mの大きさとサンプルAの断面積の間の商によって計算されます。
L e = F m / A
国際システムの弾性限界の単位は、応力であるため、N / m 2またはPa（パスカル）です。A点の弾性限界と比例限界は非常に近い値です。
しかし、最初に述べたように、それらを決定することは容易ではないかもしれません。応力-ひずみ曲線から得られる降伏応力は、エンジニアリングで使用される弾性限界の実際的な近似値です。
応力-ひずみ曲線からの降伏応力
これを取得するために、弾性ゾーン（フックの法則に従うもの）に対応する線に平行に線が引かれますが、水平スケールで約0.2％、または0.002インチ/インチの変形で変位します。
このラインは、その縦座標σとして示される所望の降伏応力値、である点で曲線と交差するように延び、Yアルミニウム：この曲線は、他の延性材料に属する図3に示すように、。
図3.降伏応力が実際に決定されるアルミニウムの応力-ひずみ曲線。出典：自作。
鋼とアルミニウムなどの2つの延性材料には、異なる応力-ひずみ曲線があります。たとえば、アルミニウムには、前のセクションで見られたようなほぼ水平な鋼のセクションがありません。
ガラスなどの壊れやすいと考えられる他の材料は、上記の段階を通過しません。かなりの変形が発生するずっと前に破裂が発生します。
覚えておくべき重要な詳細
-原則として考慮される力は、試験片の断面積で疑いなく発生する変更を考慮していません。これにより、実際の応力をグラフ化することで修正される小さな誤差が発生します。これは、試験片の変形が増加するにつれて面積が減少することを考慮したものです。
-考慮される温度は正常です。一部の材料は低温で延性であり、もはや延性ではありませんが、他の脆弱な材料は高温で延性として動作します。
参考文献
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