この種の変形は、加えられた力を取り除くだけでは元に戻りません。しかし、塑性変形領域にある物体は、最初に弾性変形を受け、加えた力を取り除くだけで元に戻るため、物体は途中で元の形状に戻ります。軟質熱可塑性樹脂は、銅、銀、金などの延性金属と同様に、比較的広範な塑性変形範囲を持っています。鋼もそうですが、鋳鉄はそうではありません。硬質の熱硬化性ポリマー、ゴム、結晶、およびセラミックは、塑性変形範囲が低くなります。広い塑性変形範囲を持つ材料の例は湿ったチューインガムで、最初の長さの数十倍に伸びることがあります。
引張応力下での塑性変形は、歪み硬化ゾーンとネッキング領域、そして最後に破壊 (破裂とも呼ばれます) (破裂とも呼ばれます) によって特徴付けられます。ひずみ硬化中、材料は原子転位の移動によってより強くなります。ネッキング段階は、試験片の断面積の減少によって特徴付けられます。ピーク強度が得られると、くびれが始まります。ネッキング中、材料は最大張力に耐えられなくなり、試験片の歪みが急速に増加します。塑性変形は物質の破壊で終わります。
塑性変形:概要
物理学および材料科学の原則によると、塑性変形とも呼ばれる可塑性は、固体材料が永久変形する能力です。これは、外圧が加えられた結果としての非可逆的な形状変化です。例:新しい形状に曲げたり叩いたりした固体の金属片は、プロセスの結果として材料自体の内部で永久的な変化が起こるため、可塑性を示します。工学の世界では降伏として知られていますが、物体が圧縮されると弾性挙動から塑性挙動への移行が発生します。
多くの延性金属の場合、サンプルに引張り荷重を加えると、サンプルは弾性的な挙動を示します。負荷が増加するたびに、負荷の増加に比例する伸展の増加が伴います。負荷が取り除かれると、アイテムは以前のサイズと構成に戻ります。それにもかかわらず、荷重が特定のしきい値 (降伏強度) を超えると、伸びは弾性ゾーンよりも急速に発達します。その結果、荷重が取り除かれた後でも、ある程度の伸びが残っています。
ただし、あくまでも目安ですので、弾性変形は時間と負荷速度を考慮した程度でしかありません。
応力や負荷の増加を経験することなく不可逆的な変形を受ける材料の能力は、完全な可塑性と呼ばれます。冷間成形などの過去の変形によって強化されたプラスチック材料は、さらに変形させるために応力の増加を必要とする場合があります。一般に、塑性変形は変形速度にも依存します。つまり、変形速度を加速するには、より大きな応力を加える必要があります。粘塑性変形する材料は、粘塑性材料と呼ばれます。
ほとんどの金属材料の弾性変形ゾーンは、他の材料と比較してかなり制限されています。ある時点を過ぎると、ひずみは加えられた応力に比例しなくなり、関係が崩れます。その後、元の原子の隣人との結合が溶解し始め、元の電子対の近くにある新しい電子グループで再形成されます。この状態が発生し、その後張力が解放されると、材料は元の形状に戻ることができなくなります。つまり、変形は永久的で元に戻せません。材料は、塑性変形として知られる材料の挙動の領域に入りました。材料が弾性ゾーンから塑性ゾーンに移行する正確なポイントを実際に決定するのは難しい場合があります。下の図に示すように、0.002 ひずみのオフセットを使用して平行線を作成します。その線が応力-ひずみ曲線と交差する点は、材料の降伏強度と呼ばれます。材料の降伏強度を決定するのは、かなりの塑性変形が発生した応力です。
結論
「変形」という用語は、オブジェクトのサイズまたは形状の変更を指します。物理学では、変位は表面上の点の位置の絶対変化として定義されます。たわみは、オブジェクトの外部変位の相対変位の変化です。無限に小さい材料の立方体の場合、歪みは立方体の形状の相対的な内部変化であり、立方体の長さまたは歪みの角度の無次元変化として説明できます。応力 - ひずみ曲線は、ひずみとキューブに作用する力 (応力) との関係を表します。降伏点以降、応力とひずみの関係は多くの場合線形で可逆的です。降伏点以降の変形は弾性です。ヤング率は、2 つの材料間の線形関係を表すために使用される用語です。塑性変形とは、降伏点を超えて荷重を取り除いた後に持続する永久歪みの程度を表すために使用される用語です。固体アイテム全体の応力と歪みの決定は材料の降伏強度によって提供され、構造全体の応力と歪みの決定は構造解析によって提供されます。
材料では、塑性変形は、材料がその降伏強度 (引張、圧縮、曲げ、またはねじり応力など) を超える応力にさらされたときに発生する永久的な歪みであり、材料が伸びたり、圧縮されたり、座屈したり、曲がったり、ツイスト。
