降伏強度と極限強度: 違いと比較

主要な取り組み

1. 定義と動作: 降伏強度とは、材料が塑性変形し始める最大応力を指します。つまり、荷重が取り除かれた後、元の形状に戻らないことを意味します。 対照的に、極限強度は、材料が引き伸ばされたり引っ張られたりしたときに、壊れたり壊れたりする前に耐えることができる最大応力を示します。
2. 物質の挙動のポイント: 材料は降伏強度で弾性変形 (一時的) から塑性変形 (永久的) に移行します。一方、極限強度は、重大な塑性変形後に材料が完全に破壊される点を表します。
3. 実用的な含意: エンジニアは構造物やコンポーネントを設計するときに降伏強度を考慮し、予想される荷重下で材料が永久変形しないようにします。 究極の強度は安全マージンを提供し、致命的な故障が発生する前にエンジニアを絶対的な限界に導きます。 どちらも設計用途における安全性と耐久性を考慮するために不可欠です。

降伏強度とは何ですか？

降伏強度は、材料がひずみの増加なしに変形を開始する点として定義されます。 これは、材料によって示される重要な機械的特性の XNUMX つです。 これは、材料が弾性変形から塑性変形に移行または変化する点です。 

材料に降伏強度を超える荷重がかかると、材料に永久的な変化が生じます。 この特性は、エンジニアが最適な材料を見つけて、永続的な変更を加えずに通常の動作条件に耐えられるように設計するのに役立ちます。

究極の強さとは何ですか？

極限強度は、材料が破壊する前に阻止できる最大応力であると言われています。 「引張強さ」という名前でも知られています。 つまり、異なる素材が負荷を掛けても耐えられなくなる性質が示すものと言えます。 

材料の極限強度、つまり引張強度を知るために、エンジニアは、破断するまでさまざまな荷重を加える数回の引張試験によって測定します。 あらゆる材料の引張強度を知ることは非常に重要であり、これは後で適切な材料を選択し、必要な安全マージンと強度を備えた構造を設計する際に役立ちます。

降伏強度と極限強度の違い

1. 降伏強度は、材料がひずみの増加なしに変形を開始する点として定義されます。 対照的に、極限強度は、材料が破壊する前に阻止できる最大応力であると言われています。
2. 降伏強度における材料の挙動は次のとおりです。材料から応力が取り除かれた後、材料は元の形状に戻ります。 同時に、極限強度の場合に材料が示す挙動は次のとおりです。応力が降伏点を超えると永久的な変化が生じます。
3. 降伏強度を表す記号はシグマ y、つまり σy です。 そしてその逆に、究極の強さを表す記号がシグマu、つまりσuです。 
4. 降伏強度の重要性は、材料が形状を変形させることなく安全に荷重を保持できる限界を示すことです。 一方、極限強度の重要性は、破損が発生する前の耐荷重の最大容量について言及していることです。
5. 降伏強度は極限強度よりも低い関係にあります。一方、終局強度の関係は降伏強度よりも比較的高くなります。
6. 降伏強度は、機械部品、建物、橋梁など、変形を最小限に抑える必要がある空間で考慮されます。同時に極限強度は、自動車部品、安全性が重要な部品など、最大の強度が必要な条件で考慮されます。航空宇宙など 
7. 工学設計では、降伏強度が重要視されます。降伏強度は構造を作成するために不可欠であり、通常の状態で特定の材料がその弾性限界内に留まるようにします。 一方、工学設計では、最大荷重に耐え、致命的な故障を防ぐ構造を作成するために不可欠な極限強度が重要視されます。

降伏強度と極限強度の比較

比較パラメータ	降伏強さ	究極の強さ
定義	ひずみが増加せずに材料が変形し始める点	材料が破壊する前に阻止できる最大応力と言われています。
行動	材料から応力が取り除かれると元の形状に戻ります	応力が降伏点を超えると永久的な変化が生じます
シンボル	σy	σu
意義	材料が形状を変形させずに安全に荷重を保持できる限界を示します。	故障が発生する前の最大積載荷重を示します。
関係	一般に極限強度よりも低い	降伏強度よりも高い
財産の重要性	機械部品、建物、橋梁など、変形を最小限に抑える必要がある空間で使​​用されます。	これらは、自動車部品、安全性が重要な航空宇宙など、最大の強度が必要とされる条件で使用されます。
工学的設計	特定の材料が通常の状態でその弾性限界内に留まるようにするため、構造を作成するために不可欠です。	最大荷重に耐え、致命的な故障を防ぐ構造は、構造を作成する上で不可欠です。

参考情報

1. https://link.springer.com/article/10.1007/S11665-008-9225-5
2. https://www.mdpi.com/1996-1944/15/3/832