ヤング率と0.2%耐力の関係について

質問

お世話になります。
現在、材料力学の基礎を独学で勉強中なのですが、少し行き詰まってしまいましたので、みなさまの知識をお借りできますでしょうか？

応力σとひずみεの間には、ヤング率をＥとして、σ＝Ｅεの関係があることは基本かと思います。
また、0.2%耐力というのは、0.2%のひずみが生じるときの応力であることも学びました。
そして一般に0.2%耐力までは弾性変形すると考えることができ、σ＝Ｅεの関係が成り立つと考えています。

以上の理解から判断すると、ヤング率が大きい材料は0.2%耐力も大きく、ヤング率が小さい材料は耐力も小さくなるはずではないでしょうか。（それらは比例関係であるため。）

しかしながら現実には、例えばSUS304のヤング率は195[GPa]、0.2%耐力は225[MPa]であるのに対し、A2024のヤング率は70[GPa]、0.2%耐力は325[MPa]など、ヤング率と0.2%耐力とで大小の関係が逆転してしまっている例はいくつでも挙げられるように思います。

このような現象は何故起こってしまうのでしょうか？
恐らくは私の理解に間違っている点があるはずと思いますので、厳しくご指摘いただければありがたく思います。

よろしくお願いいたします。

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

「0.2%耐力というのは、0.2%のひずみが生じるときの応力」
というのが間違いです。

「0.2%耐力というのは、0.2%の塑性ひずみが生じるときの応力」
が正しい定義です。
塑性ひずみというのは，ひずみの値から弾性成分を差し引いたものです。

要するに，0.2%耐力というのは，応力－ひずみ線図において，最初の直線部に対して，0.2%のひずみの分，右側に平行な直線を引き，応力－ひずみ線図と交差する位置での応力になります。
ですから，0.2%耐力と弾性係数との間には，何の関係もありません。

お礼

明確なご回答をいただきありがとうございました。
大変な勘違いをしており、お恥ずかしい限りです。
ありがとうございました。今後ともどうぞよろしくお願いいたします。