質問: 相当応力、相当塑性ひずみについて shell(板)要素の構造解析を行なっております。その解析結果の出力に主応力面についての応力、塑性ひずみがあります。その結果から相当応力、相当塑性ひずみを計算したいのですがよろしくお願いします。 また相当応力、相当塑性ひずみの工学的意味についてもあまりよく分かりませんので分かりやすくお願いいたします。
回答: 大学出てからだいぶ時間が経ったので,とんちんかんなこと言ってるかもしれません. 式は,難しいのと,教科書に載ってると思われるので, 書きません.(書けません) 相当応力や相当ひずみというのは,破壊とか強度を論じる ときに登場するものです. 材料試験をして,その材料がどの程度もつのか調べるわけです. もしもあなたの注目している現象がその試験と全く同じ条件での材料の破壊や強度を求めたいのなら,その材料試験の値をそのまま適用できます. しかし,材料はいろいろなかたちに加工され姿を変えて使用されます.荷重のかかりかたもいろいろです.そのため,いわゆる3軸の応力状態となります.6つの面に垂直応力やせん断応力がかかります.これらの応力状態で材料が持つのか持たないのかを議論するときに,その応力状態は,材料試験をしたときの単純な状態(たとえば一軸引っ張りやねじり試験)に換算したらどうなのかをみつけるときに相当応力というのが出てきます. 1軸応力だけなら,100kgf/mm^2もつとしても, ねじりも同時にかかっていたり,他の2軸にも力がかかっていると単純に材料試験の結果を適用できないわけです. 相当応力は,破壊のメカニズムによりいろいろな式が提案されているので,逆に言えばどのような材料にも適用できる決定打はありません. ここまで書いたことは,もしかして,違う相当・・・と勘違いしているかもしれません. その際はご容赦を.