機械工学 引張試験の応力ひずみ曲線について

引張試験の応力ひずみ曲線において、
（1）曲線を求める際に問題となる誤差要因となりうるものはなにか？
（2）引張試験において、弾性限度や比例限度を求めることが難しいのはなぜか？
（3）公称ひずみを増大させた場合、弾性限度、引張強さ、破断までの各フェーズにおける公称応力の増減の様子とその理由について

解説していただきたいのですが、1つだけでも構いませんのでよろしくお願いします。

No.1 ベストアンサー 回答者： むらさめ 回答日時： 2019/10/29 22:13

私は冶金屋なので、金属材料で思いついたことだけ

(1)
試験片の不均一性:中心部が引っ張り変形を受けて破断に至るのが理想的ですが、試験片の上下端に細い部分があり、そこで変形が生じる場合、誤差要因となる
試験片採取時の材料の加工方向が異なった場合、強度に差が出る試験結果となる。
また、材料側の試験片採取位置や熱処理条件の若干の違いでも結晶粒の大きさ、組織が変化し、引っ張り試験は強度や伸び絞り値に差が出ます
ひずみ速度や材料試験の温度を含めた環境でも材料強度に影響します

(2)
弾性限を示す降伏点が全ての材料で観られるわけではないです。
鉄鋼材料(特に軟鋼)は降伏点を示す事が多いですが、ステンレス鋼などになると明瞭な降伏点は見られず、0.2％耐力が用いられ、この場合0.2％の永久的な変形を含めて評価することになる。
また、引っ張り試験片の材料内部では引っ張り荷重を課すことにより、降伏点以下でも結晶内で転位の運動は微小ながら発生しているので、絶対的な弾性変形ではない

(3)
弾性限までは、フックの法則に従い永久歪は残らないとされ、応力とひずみの比は、応力歪曲線の傾きをヤング率という、ヤングは古代エジプトの象形文字の解読にも業績を残したそうです。
またfcc系の結晶構造を持つ材料は降伏点を持たないものが多い
降伏点(0.2％耐力)通過後は、緩やかな応力の増加と大きな塑性変形(伸び、しぼり)が観られ、材料に永久的な変形が残る。
引張り応力の最大値は破断前に観られるが、しぼり変形による断面積の減少を考慮するので、引っ張り応力は破断時に最大となる

参考までに↓
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%BF%9C%E5%8A%9B …

この回答へのお礼

詳しく教えて頂きありがとうございます！

お礼日時：2019/12/11 19:22