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鋼の歪みについて知りたい
- FEM解析を始めたばかりの初心者です。FEM解析する際に材料特性なるものを入力しないといけないのですが、その中には「公称ひずみ」「真ひずみ」「対数ひずみ」「相当ひずみ」という4種類の歪みが存在します。しかし、これらの歪みの違いが分かりません。どのような違いがあるのか教えてください。
- 鋼の歪みについて、初心者ですが教えてください。FEM解析を始めるにあたり、材料特性として歪みを入力しなければなりません。公称ひずみ、真ひずみ、対数ひずみ、相当ひずみなど、いくつかの歪みの種類がありますが、それぞれの違いがよくわかりません。お知恵をお貸しください。
- 初心者のため、ご教授願います。FEM解析を始めたばかりで、材料特性の中には「公称ひずみ」「真ひずみ」「対数ひずみ」「相当ひずみ」といくつかの歪みが存在します。しかし、これらの歪みについての違いがよくわかりません。ご存知の方、教えていただけませんか？
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まず線形構造解析に使われる歪は公称ひずみです。既に回答がある様に、変形前の形状を基準にした歪です。線形解析をするだけであればそれだけで充分です。相当ひずみも既に回答がありますが、ひずみも定義ではなく多軸荷重下での応力を、一軸応力の降伏値に換算する為のひずみと思います(V-M応力）。 対数ひずみは真ひずみの事でしょう。これは既に回答されている通りです。 それ以外のひずみは塑性変形を含む非線形解析の理解が必要になります。そこまで踏み込むのであれば、まず弾性力学を勉強して下さい。混乱させたくはありませんが、テンソルひずみが使われ、基準座標系によりさらにアルマンジ歪やグリーン歪というのが存在します。これを理解するにはまず弾性力学を理解されてから、非線形弾性力学というステップをお勧めします。その基準座標系の議論の中で、変形前と変形後のどちらを基準座標系に取るかで公称ひずみになったり真ひずみになったりします。
お礼
ご回答ありがとうございます。 難しい内容の話になってくるのですね。
測定方法ですが応力の方向に応じてひずみゲージを貼り付けて，測定ひずみ から応力を求めるのが一般的だと思います。 実際には(相当)応力の応力方向を特定するのは難しいので，X-Y-Zの各方向に 複数のゲージを貼り付けて，主応力方向の応力成分から計算で求めます。
お礼
要素奇知さん ご回答ありがとう御座います。ようやくイメージがつきました。 相当応力の実測定はかなり難しそうですね。（かなりの金額もかかりそうです。） 御礼次いでで申し訳ありませんが、小生なりに調べていくなかで、公称ひずみも 大変形では、「加算性がない」為、対数ひずみに変換しなければならないとの 記述がありました。加算性の意味が理解できないのですが、もしご存知なら ご教授願います。 公称ひずみを常用対数に変換すればいいんだ程度の理解で、なぜその変換 が必要なのかがいまいちよく分かりません。
材料が引張りなどの一軸応力を受ける場合，一般的には公称ひずみを用い ます。公称ひずみを式で表すとε0＝ΔL/L ΔL：のび，L：初期長さです。 引張曲線としては公称応力－公称ひずみ図が一般的ですが，伸びが大きい 塑性域になると実際の応力をうまく表現できないため，真応力－真ひずみ図 を用います。すなわち，応力＝荷重/断面積 ですが塑性変形するとくびれて 実際の断面(応力式の分母）は減少しますが，これを補正したのが真応力－ 真ひずみ図である。真ひずみには対数ひずみε＝Ln(ΔL/L）＝Ln(1+ε0）を用い ます。真ひずみ＝対数ひずみと考えても良いと思います。 弾性域を考える場合はひずみは小さいので，公称ひずみと対数ひずみの差は 小さく，とくに区分する必要は無いと思います。 また相当ひずみは３軸応力を合成して１軸に換算するとき，相当応力－相当 ひずみ図を考慮します。
お礼
早速のご回答 ありがとう御座います。 分かりやすい説明で、理解しやすいです。 再度、1点だけ教えてください。 相当応力－相当ひずみ はどのようにして測定するのでしょうか？ 「3軸応力の合成」はイメージできるのですが、実際にどのように測定して 値を出すのか、イメージがつきません。 ご存知でしたら、ご教授願います。
お礼
ご回答有難うございます。 加算性について、すっきりしました。なるぼど上記の理由であれば真歪み を断然使いたくなりますね。