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弾塑性材料#

構造解析ソフトウェア Advance/FrontSTR 事例

塑性域#

定義#

  • 応力ひずみ線図における弾性域(線形)を超えた先

性質#

  • 結晶格子に転位が発生し、材料ごとに異なる非線形の挙動を示すようになる

応用#

  • 何らかの特異な荷重が負荷されたとき
    • 部材の破壊に至らないか
    • 変形が大きすぎないか
  • 加工段階では積極的に使う
    • プレス
    • ショットピーニング

硬化則の概念図(例)#

硬化則の概念図

解析事例(1) ネッキング#

テーパーのある角棒の単軸引張によるネッキング再現の解析事例です。

  • 時刻歴応答解析
  • 0.01mm/stepで変位制御

塑性解析モデル

材料特性#

項目
ヤング率 200 [GPa]
ポアソン比 0.3
密度 7800 [kg/m^3]
降伏条件 Mises
降伏応力 200 [MPa]
硬化則 等方硬化、二直線近似
硬化係数 [Pa]

解析結果#

Z方向変位および変形(拡大率:10倍)#

ネッキング変形図

公称応力と相当塑性ひずみ#

公称応力と塑性ひずみ

解析事例(2) 繰り返し載荷#

片持ち梁に繰り返し載荷を行った解析により、応力ひずみ線図のヒステリシスループを作成します。 荷重は、強制変位または集中荷重により軸力を与えます。

弾塑性繰り返し荷重モデル

材料特性#

項目
ヤング率 110 [GPa]
ポアソン比 0.34
降伏条件 Mises
硬化則 等方硬化, 多直線近似
硬化曲線

解析結果#

強制変位で負荷した場合#

応力ひずみ線図

弾塑性応力ひずみ線図

軸方向ひずみ・軸方向応力の履歴

弾塑性応力ひずみ履歴

集中荷重で負荷した場合#

応力ひずみ線図

弾塑性応力ひずみ線図2

軸方向ひずみ・軸方向応力の履歴

弾塑性応力ひずみ履歴2

その他#

弾塑性材料に関するより詳しい内容は、構造解析ソフトウェアAdvance/FrontSTR Ver.6.0 ご紹介セミナー(2019年)の資料もご参照ください。

関連ページ#