引張強さ|応力―ひずみ線図,のびと絞り

引張強さ

引張強さは、機械材料の持つ機械的性質のひとつで、材料の応力(引っ張る力)に対する最大強度を示している。引張強さの単位は N/mm2または Pa(パスカル)で表す。引張強さが高ければ高いほど、材料に対しての強度は強く、たとえば、引張強さの高い機械材料で構造物をつくる際は、安全性が確保される。

目次

引張試験

引張試験とは、材料の機械的性質を測る試験である。一般的な引張試験では、主に4号試験片(JISにより規定)を使用し、両端から引っ張ることによって、その試験片の状態を見る。

応力―ひずみ線図

応力―ひずみ線図とは、引張試験の結果を表した線図で、引張強さを表すものとして、最も知られている。横軸にひずみ、縦軸に応力を表しており、試験片ののびが大きいときは横方向の値が大きくなる。

軟鋼の応力ーひずみ線図
軟鋼の応力ーひずみ線図
  • ひずみ:材料に外力が作用したときの変形量を初期の寸法と比較した割合
  • 応力:単位面積当たりに作用する荷重の大きさ
  • 比例限度:応力とひずみが比例して直線的になり、引張力(応力)を0に戻すと、ひずみも0になる。
  • 弾性限度:弾性限度を超えて応力をかけると塑性変形し て、ひずみが戻らず、試験片はのびたままになる。
  • 極限強さ(最大応力):下降降伏を超えても、さらに引張力を大きくした以降の最大応力で材料の引張強さを示す。
  • 破断点(破断応力):試験片が破断する

引張強さの単位

引張強さの単位は、N/mm2またはPa(パスカル)である。
1Pa = 1 N/m2
1×106Pa = 1MPa = 1 N/mm2
1kgf/mm2 = 9.80665×106 Pa

引張強さ

引張強さ = Pc/π(d0/2)2

  • 最大引張力(荷重):Pc
  • 引張前の試験片の直径:d0

破断強さ

破断強さ = PD/π(d0/2)2

  • 破断時の引張力:PD
  • 引張前の試験片の直径:d0

真の破断強さ

真の破断強さ = PD/π(d1)2

  • 真の破断強さ:破断する直前の試験片の直径
  • 破断時の引張力:PD
  • 破断後の直径:d1

のび

のび = {(l1-l0/l0)×100(%)

  • 引張前の試験片の標点間距離:l0
  • 破断後の標点間距離:l1

絞り

絞り = {(d12-d02)/d02}×100(%)

  • 引張前の試験片の直径:d0
  • 破断後の直径:d1

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