技術資料

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構造解析用語
塑性モデル (plastic model)

金属のように外部荷重が増加すると変形(deformation)が著しく発生する延性材料(ductile material)の挙動は、弾性と塑性に分けられます。外部荷重による物体歪み(strain)の増加に直線的に応力(stress)が増加する弾性領域では、物体の挙動を簡単に表現することができます。応力-歪み線図(stress-strain diagram)での傾き、即ち、ヤング率(Young's modulus)と呼ばれる弾性係数(elastic modulus)のみで可能です。

しかし、物体の挙動が塑性領域になると、単純に弾性係数だけでは物体の挙動を表現することができません。応力-歪み線図は直線ではなくなり、荷重付与および削除に伴う歪み硬化(strain hardening)などにより物体の挙動を適切に表現するためには、より多くの変数と複雑な塑性モデル(plastic model)が必要となります。簡単な例として、弾性領域では変形に対する物体の剛性が弾性係数で表現されることがありますが、塑性領域では弾性係数に加え塑性係数(plastic modulus)硬化係数(hardening modulus)などの追加の変数が必要とされます。

塑性モデルとは、塑性領域で物体の応力-歪み関係を表現する数学的表現で、このモデルを通じて塑性変形を計算ができます。さらに、塑性と関連する各種係数を誘導も可能です。代表的な塑性モデルで線形、二重線形、三重線形、多重線形(multi-linear)べき乗則モデル(power law model)が紹介されています。

 
 
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