質問: 弾性エネルギ 材料力学を学んでいる初心者です。よろしくお願いします。 直径10?、長さ1mのバネ鋼が50knの引っ張り荷重を受けています。このバネ鋼に蓄えられている弾性エネルギを教えてください。 バネ鋼の弾性係数をe=206gpaとする。 上記問題の、引張応力σと弾性エネルギuを教えてください。 なにぶん初心者ですのでよろしくお願いします。
回答: 引張り荷重をp、棒の断面積をaとすると、引張応力σは次のように表すことができます。 σ=p/a いま、p=50kn=50000n、a=π×10^2/4≒78.5mm^2ですから、引張応力は σ≒50000/78.5≒637 n/mm^2=637 mpa となります。 棒の長さをl、材料の縦弾性係数をeとすると、弾性エネルギuは次のように表されます。 u=p^2×l/(2×e×a) 各数値を上式に代入すると、弾性エネルギは u≒77.3 n・m となります。