応力について

質問

初歩的な質問ですが、ご教授下さい
丸棒を両端から力を入れて曲げると、弾性限度内では曲がった外側（凸側）は引っ張り応力、反対側（凹側）は圧縮応力が生じます。
ところが、両端を離しても曲がったままであると凸側には圧縮、凹側には引っ張りの残留応力が生じるとありました。
なぜ弾性限度を超えると、応力が　それぞれ反対になるのでしょうか？
よく意味がわかりません。
よろしくお願いします。

回答No.3

b_bb · ベストアンサー

＃2です

まずまっすぐなものを手を使って曲げている状態である場合

まっすぐなものが何らかの力（外力）で曲がってしまっているので、曲げる方向に応力が発生してなければなりません
そうすると凸側は本来より長さが大きくなってますので（円の外側）引っ張りが加わっている、凹側は逆で圧縮が加わっています。

その後塑性変形して手を離したときは
何も力が加わってないのに曲がってしまっているので、その状態から本来のまっすぐに戻すための力が内部に発生しているということで、反対の応力になります。

外力による応力と内力による応力を混同している気がします

最初は内力による応力（弾性力）は＃1さんのおっしゃるように存在してますが、それ以上の外力による応力を加えているので、足し引きされて、外力による、すなわち凸側は引っ張り～などの応力が残ります。

塑性変形したあと手を離したら外力は0ですが内力による応力は＃1さんがおっしゃるように存在してます。

お礼

遅くなりまして申し訳ありません。非常にわかりやすくありがとうございました。

回答No.2

b_bb

つまり、物体は本来は真っ直ぐなものだったわけです

まっすぐなものを手で曲げようとしたとき、当然そのように曲がるような力を加えているわけで
凸側が引っ張り、凹側が圧縮になるのは理解できると思います。

さて、まっすぐなものが塑性変形してまがったものにしたのち、手を放しても多少曲がっています。
が、これは本来まっすぐなものだったわけですから、凸側は元のまっすぐに戻りたいと思ってますし、凹側も元のまっすぐに戻りたいと思ってます。（当然応力がない状態つまりまっすぐな状態がより安定なわけですから）
そのためにそのような方向に力がかかると思っていただければいいと思います。

つまり、正確には
弾性限度を超えると逆になるのではなく
力を加えてない状態でも曲がっているのなら（本来の形に戻ろうと作用するため）逆になるということです。

補足

大変申し訳ありません。恥ずかしい質問なのですが、
なぜ　まっすぐなものを手で曲げようとしたとき、
凸側が引っ張り、凹側が圧縮になるのでしょうか？
そこら辺が理解できていませんので、よろしくお願いします。

回答No.1

ojisan7

このことは、あまり難しく考える必要はありません。常識というか、直感的な明らかなことだと思います。弾性限度内で力を入れて曲げた棒が元に戻るのは、凸側には圧縮、凹側には引っ張り応力が生じるからです。弾性限度を超えた場合も同様に、凸側には圧縮、凹側には引っ張り応力が生じて元に戻ろうとするのですが、塑性変形によって元に戻ることができなくなったものと考えることができます。