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ステンレスのヤング率:実験値と便覧の差異について
2023/10/17 23:48
- ステンレスのヤング率は通常190~200GPaとされていますが、実験値では低めに得られることがあります。
- ステンレスのヤング率を求める際には、四点曲げ法を用いて荷重を加えてたわみ量を測定します。
- 引張り試験と固有振動数から求める値と実験値は異なる場合があります。実際の値は便覧に近いとされています。
ヤング率について
2010/11/19 18:33
あるCAEのセミナーで、ステンレスのヤング率を求める機会があったのですが、
その時算出されたヤング率が、170GPa程になりました。
左右を支持し、中心付近2箇所に荷重を加えて中心付近のたわみ量を測定し、
そのたわみ量とハリの形状から、ヤング率を求めるという方法です。(四点曲げ?)
通常、ステンレスのヤング率は190~200GPa位と便覧などには記載されてますが
実験値はこのように、低めに得られるものなのでしょうか?
(講師がいうには、引張り試験でこの様に低い値になるが、固有振動数などから
求めると、便覧に近い値になるという事でした。)
もしそうであれば、便覧にも低い値を表記すべきと考えるのですが・・・。
回答 (4件中 1~4件目)
ご存知だとは思いますが、ヤング率は弾性変形内での値です。
はりのたわみ量から算出したヤング率が小さい値になったというのは
ひょっとして塑性域まで荷重を加えてしまったのではないでしょうか?
それと、質問者さんの理解しているとおり、
ヤング率は熱処理ではほとんど変わることはありませんし、
硬度や引張り強さとも無関係です。
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ヤング率の数値は有効数字2程度の確からしさです。さらに測定法でかなり変わります。ひずみの小さい範囲で測ることで安定した、大きい数値になります。つまり概念的にははっきりした物理量ですが、正確(適切?)な数値が得難いものです。
この原因として、理想的に弾性的な材料挙動がごく小さなひずみ範囲でのみあり得ること、そして微小なひずみを正しく測定することが困難だからです。
はりの曲げたわみの測定では、たわみは支持条件で大きく変化します。
理論的にヤング率を算出できても、その誤差は大きいと思われます。セミナ
ーの課題として実験したとのことですが、(1)さんと同じでヤング率の測定と
しては好ましくないと思います。参考程度に考えた方が良いでしょう。
お礼
2011/01/14 15:54
返信遅くなり申し訳ございません。
今回の場合は仕方なさそうですね、参考程度に考えておきます。
> 左右を支持し、中心付近2箇所に荷重を加えて中心付近のたわみ量を測定し、
> そのたわみ量とハリの形状から、ヤング率を求めるという方法です。
何だか随分と誤差を拾いそうな、持って回った測定方法ですなぁ!
普通にアムスラー型引張試験機で、正しい形状の試験片を引っ張るだけですが・・。
講師の説明も、何だかなぁ?
一口にステンレスといっても、も~のすごく種類が多く、
熱処理が少しでも違えば、そんな測定方法では誤差だらけになりそうな悪寒。
> 熱処理ではヤング率はほぼ変わらないはずなのですよね。
質問者が何処まで理解しているのか気になりますが、
ちゃんと回答を読んで頂きたい。
(日本語が不自由な人ですか?)
「そんな測定方法」では、硬度が違っていたりすると、
測定値が大きく変動しそうだと言っているのです。
噛みついて反論した様な気になっているなら、嘆かわしい事です。
お礼
2011/01/14 15:52
返信が遅くなりました。。。
測定方法としては、参考までに見ていたほうがよさそうですね。
ありがとうございました。
しかし、気になるのは
>熱処理が少しでも違えば、そんな測定方法では誤差だらけになりそうな悪寒。
この点です。熱処理ではヤング率はほぼ変わらないはずなのですよね。
お礼
2011/01/14 15:56
回答ありがとうございます。
測定方法で誤差はありそうですね、今回の場合は仕方ないのかもしれません。
比較実験と考えることにします。
本来はCAEと実測の差を考える研修でしたが、まずは実験環境を整えてから行うべきですよね。