金属工学

塑性変形仕事と加工発熱の計算方法

金属材料を変形させると、熱が発生して材料の温度が上昇する。 これは塑性加工のために必要なエネルギーの大半が熱に変換されるためであり、材料内部で生じる摩擦に起因する。 この記事では、塑性変形におけるエネルギー(仕事)の定義と材料の加工発熱および温度上昇量の計算方法を解説する。   塑性変形仕 […]

バウシンガー効果とは

引張-圧縮、圧縮-引張のように、変形途中で負荷方向が反転するときなどに観察されるバウシンガー効果について解説する。 バウシンガー効果とは ある方向に予変形を受けた材料に対し、一度除荷したあと再び同じ方向に負荷を与えた場合、再負荷時の降伏応力は除荷前の応力とほぼ同等になる。 引張-除荷-再引張の場合は […]

応力ひずみ線図を読み解くポイントと用語の意味

材料の機械的特性を知るために一軸引張試験がよく用いられる。 丸棒やダンベル型に加工した材料に対し、引張試験機を用いて荷重をかけて変形量を測定することで、応力とひずみの関係を得る試験である。 応力を縦軸、ひずみを横軸にとってつくられる曲線を応力-ひずみ線図(stress-strain curve)とい […]

公称応力‐真応力、公称ひずみ‐真ひずみの変換方法と注意点

ここでは、公称応力から真応力、公称ひずみから真ひずみ（対数ひずみ）に換算する方法を解説する。   一軸引張試験から得られる結果は、公称応力-公称ひずみ線図である。一方、数値解析等で取り扱うのは真応力と真ひずみであるので、実験結果と比較するためには両者の変換が必要になる。 手っ取り早く結果だ […]

応力・ひずみの定義と意味、求め方を解説

ここでは、工学的によく用いられる応力とひずみの定義、計算方法について解説する。   応力やひずみには用途に応じて様々な種類がある。 以下では、垂直応力・ひずみとせん断応力・ひずみの定義、公称応力と真応力、真ひずみ(対数ひずみ)といった用語について理解することを目的とする。   な […]

弾性変形と塑性変形の違い-ミクロとマクロな視点から

この記事では、材料の変形の基本について学ぶ。 主に金属材料の加工を念頭に話を進めていく。まずは、弾性(elasticity)と塑性(plasticity)の違いを理解しよう。   弾性変形と塑性変形 物体に対して力(荷重)を加えると、変形が生じる。 このときの変形の仕方により、弾性変形と塑 […]