材料強度学の目的 機械とは… 材料強度学 外部から力を加えて、人に有益な仕事をするシステム 環境 力 材料 材料の破壊までを考える。 材料力学 ～ 弾性が条件。線形 フックの法則 ～ F = kx → σ＝Eε 材料 材料強度学 材料の破壊までを考える。 弾性変形 ＋ 塑性変形 を合わせた挙動を考える必要がある。
機械・構造物の破壊事例（１）
機械・構造物の破壊事例（２） 1999年11月15日、ロケットＨ-IIの８号機の打ち上げ 羽根部（a-2)の破断面で観察されたストライエーション 液体水素をエンジン燃焼室に供給するポンプの羽根部 1999年11月15日、ロケットＨ-IIの８号機の打ち上げ
機械・構造物の破壊事例（３）
機械・構造物の破壊事例（４）
機械・構造物の破壊事例（５）
機械・構造物の破壊事例（６）
第一章 材料の弾性と塑性
１．１ 材料の弾性挙動 １．１．１ 垂直応力とせん断応力（１）
１．１．１ 垂直応力とせん断応力（２）
１．１．２ 垂直ひずみとせん断ひずみ 引張りによる変形 …変形量 L…基準長さ せん断による変形 …変形量 L…基準長さ
１．１．２ 垂直ひずみとせん断ひずみ 縦ひずみ（軸方向） 横ひずみ（直径方向） ポアソン比
１．１．３ フックの法則 E:縦弾性係数（ヤング率） G:横弾性係数
1.3 材料の塑性挙動 P × （弾性変形と塑性変形） 弾性域 塑性域 応力 σ ひずみ ε (1)弾性変形 徐荷すると元の形に戻る 1.3 材料の塑性挙動 （弾性変形と塑性変形） (1)弾性変形 徐荷すると元の形に戻る 弾性域 塑性域 加工硬化 P 応力 σ 弾性ひずみ 負荷 徐荷 塑性ひずみ × 引張強さ (2)塑性変形 徐荷しても変形が残る ひずみ ε
1.3 材料の塑性挙動 × 1.3.1 材料の機械的性質 B U T E 公称応力 σ P 軟鋼の公称応力‐ひずみ線図 公称ひずみ ε 1.3 材料の塑性挙動 1.3.1 材料の機械的性質 U 上降伏点 σLU B 引張り強さ σB E 弾性限度 σE 元の断面積 A0 引張り荷重 P × T 破断応力 σF 踊り場 公称応力 σ 下降伏点 σLY P 比例限度 σP σ＝ A0 P 公称応力 軟鋼の公称応力‐ひずみ線図 公称ひずみ ε
0.2％耐力、伸び（率）、絞り 0.2％耐力 伸び（率） 絞り σ E １ 0.2％ 降伏現象を示さない多くの金属材料の 0.2％の塑性ひずみを生じる応力 （降伏現象を示さない材料） 0.2％耐力 降伏現象を示さない多くの金属材料の 工業上応用にて使用。 平行 E １ 0.2％ σ E ： ヤング率 σ0.2 ε 伸び（率） 絞り
1.3.2-1.3.3 対数ひずみ 対数ひずみ 対数ひずみ σY=Y (a) 完全塑性体 σY=Y+Cε (b) 線形硬化塑性体 σY=Cε 1.3.2-1.3.3 対数ひずみ 引張り荷重 P A0 L0 A L 対数ひずみ 対数ひずみ Y 応力 ひずみ σY=Y (a) 完全塑性体 σY=Y+Cε (b) 線形硬化塑性体 σY=Cε n (c) 非線形硬化塑性体
まとめ 弾性変形 塑性変形 延性材料 脆性材料 ※ 第一章のキーワード 徐荷すると元の形に戻る 徐荷しても変形が残る 弾性変形後、大きな塑性変形を示し破断 （例） 軟鋼など多くの金属 脆性材料 塑性変形をほとんど示さず破断 （例） ガラス、セラミックス、ねずみ鋳鉄など ※ 第一章のキーワード 弾性変形、塑性変形、延性材料、脆性材料、降伏応力、引張強さ、伸び、絞り