質問: 引張試験 板状の試験片(アルミニウム合金)の表・裏にひずみゲージを付け、弾性限度内で引張試験をしました。 σ(応力)-ε(ひずみ)線図は、σ=eε (e:縦弾性係数)のため、傾きeの直線になるはずですが、 実験結果からσ(応力)-ε(ひずみ)線図を作成すると、応力が大きくなるにつれて表・裏の実験結果とも直線から外れていきます。 なぜこのような結果になるのでしょうか?お分かりになる方教えてください。よろしくお願いします。 試験機: 横型引張試験機 荷重測定装置: ロードセル ひずみ測定装置: ひずみゲージ 固定法: 試験片をピンで留め、ユニバーサルジョイントを入れる
回答: 弾性域でも少しずつ転位は起きますよ。 「応力ひずみ線図」というと、参考urlのように弾性域と塑性域が明確なものをイメージすると思いますが、これは鉄鋼材料の応力ひずみ線図ですよね。 鉄鋼以外の多くの材料は、明確な降伏点なしにじわじわと塑性変形します。 アルミでも同様で、文献値の降伏点以下でも塑性変形は起き、上に凸の緩やかな曲線になります。このため、弾性率を求めるときは、接線弾性率や割線弾性率を使ったりすることもあると思います。 また、降伏強さについても、降伏点が明確ではないので、0.2%とか2%とかのオフセット耐力の値を使うことが多いと思います。 一般的に、変形速度が遅いほど、温度が高いほど、引張初期から塑性変形する傾向にあります。 http://pel.dse.ibaraki.ac.jp/ssgmd.htm アルミでも、2024のような材料では、比較的弾性域がはっきりしていますね。(下記) http://www.mmm.muroran-it.ac.jp/~msakai/st_exp/2024.htm