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締切済み

クリープ試験での弾性変形領域と塑性変形領域

2010/03/20 07:07

クリープ試験のクリープ曲線において弾性変形領域、塑性変形領域はあるのでしょうか?荷重にもよると思うのですが、最初に荷重をのせたときにすでに弾性領域は終わっているのでしょうか?また荷重を一度にのせられないので2-3度に分けてのせているのですが、一次クリープ曲線に悪いような気がします。クリープ歪というのは変位ゼロからではなく荷重をのせてからの伸びなのでしょうか?ちょっと混乱しています。どなたか詳しい方ご教授お願いします。

回答 (4件中 1~4件目)

2010/03/22 10:30
回答No.4

>クリープ試験のクリープ曲線において弾性変形領域、塑性変形領域はある
教科書に1行以下でその通り出てます。
常識過ぎてそれ以上深めてたら他の面倒な理論を書くスペースが減る。。というような扱い。

>最初に荷重をのせたときにすでに弾性領域は終わっている
そうでしょう。これは破断まで継続してると考えるべき。塑性変形領域はスピードが遅いし、発生メカニズムがクリープと同じ土俵にのっかることもあって分離は難しい。

弾性変形は、荷重を軽減するとその温度でのヤング率が測れる。
塑性変形は短時間で中断して荷重状態、除荷状態の双方から測定可能。
但し、後述のようにその試料はそこでオシマイ。

>荷重を一度にのせられないので2-3度に分けてのせている
原則を厳密に解釈するとダメですね。回答(2)さん部分紹介の通りJIS試験方法(Z2271) で親切丁寧な規定がある。
------
・指定温度に到達した試験片を熱平衡させるため、昇温後均熱をおこなう。(24時間以内)
・指定温度に設定を終えた後、試験の力まで負荷する間に起こるクリープひずみを最小にするためにできるだけ速やかに力をかける。この場合、衝撃力や偏心の力が加わらないようにする。
・試験中断の扱い<略>
------
重り式の機械で衝撃を避けようとすると、一人では扱いにくい。解決策は一旦重りに支えをしたあと、スムーズに取り除きローディングすること。考えてみてください。

>クリープ歪というのは変位ゼロからではなく荷重をのせてからの伸び

あとの論議がし易いのは後者でしょう。ネット上の論文でも多数派。実用的には破断歪みの値比較だけで良いとかになりがちで、それなら見易さも変わらない。

お礼

2010/03/22 19:15

ご回答ありがとうございます。大変参考になりました。ネット等でもっと詳しく調べてみます。ありがとうございました。

質問者

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質問する
2010/03/20 19:26
回答No.3

回答(1)の者です。
正確に言えば、“1Nの涙 ”さんの書き出しの内容は正しいです。
そして、語尾の表現内容も親しみを覚えるんじゃ。(同じ地域出身かな?)
小生は、誤解を招く事を恐れて、弾性変形、塑性変形、クリープを別々に記載しました。
ですが、ある一定以上の荷重を掛けると弾性変形と塑性変形も同時に進行し(実際は弾性変形後
に塑性変形でしょうが区別がつかないのでそのように記述しました)、荷重を零にすると弾性変形
分の変形が元に戻り、塑性変形分が元に戻らずに残ります。≪URLでも確認下さい≫
これに、クリープ現象を加えると、ある一定以上の荷重を掛けると弾性変形と塑性変形も同時に
進行し、一定時間の経過や高温状態になるとクリープによる変形が加わり、荷重を零にすると弾性変形
分の変形が元に戻り、塑性変形分とクリープ変形分が元に戻らずに残りますとなり、クリープ試験
ではその塑性変形分を差し引かなければ、どれだけクリープ変形したか判らなくなります。
その解からない状態が、質問者さんに生じていると思い、回答(1)の書き方をしました。
本来は、最終荷重を掛けた後に、時間の経過と伴に変形(歪み)が生じた分が、実際のクリープ
による変形(歪み)で、非常に判り易い筈です。が、“最初に荷重をのせたときにすでに弾性領域
は終わっているのでしょうか?”と記述されては、弾性領域内でのクリープ試験をした方が更に
判り易いと判断し、回答(1)としたんじゃ。
質問者さんからの何か返答があった時に、前述の内容を追加しようと思っていたんじゃが、それ
より早く追加するようになってしもうたが、それでグゥーじゃ。
“1Nの涙 ”さん、ありがとうさんじゃ。

短い文章で投稿者の置かれている状況把握をし、適切なアドバイスを勘違いなく伝える事は
大変難しく思います。
フェイス to フェイスで話していても、勘違いが生まれますから。

小生の意図が伝わり、嬉しく思います。

お礼

2010/03/22 03:31

お礼が遅くなってすみません。いつもご回答ありがとうございます。詳しく書いていただいてたいへんよく分かりました。もう少し考えてから質問すればよかったと反省しているところですが、おかげさまですっきりしました。ありがとうございました。

質問者
2010/03/20 12:58
回答No.2

クリープの意味は、下記サイトが分かり易いように思うがどうだろうか
変形が残らない、つまり弾性限度内であればクリープが生じるとは言わないと
思う。荷重を増加させないのに勝手に変形が進んでしまうことを言うんじゃ?

JISZ2271「クリープ試験」に負荷方法とかの項目があるようですし、一度熟読
されてみては如何と思います。専門家では無いのでアドバイスになればと思う
ざっと読んだ限り「指定温度に設定後、・・負荷を速やかに・・」とあります

後の先アフターユーさんへ、どういたしまして。設計屋は好奇心というか、
何でも顔を突っ込みたがりの方が(私も)向いているような気もしますw
同じ地域出身かどうかは秘密ですが、その口調は↓のイゲタロイ博士でしょ?
http://www.sumitool.com/

お礼

2010/03/22 03:27

いつもお世話になっております。
的確なアドバイスありがとうございます。
クリープ試験法は以前読んだことがあったのですが、もう一度詳しく読んでみます。ありがとうございました。

質問者
2010/03/20 11:34
回答No.1

今一度、クリープの内容を用語検索し、把握して下さい。
金属等の熱クリープや樹脂等のクリープ内容を記したURLを掲載しますので、確認下さい。
さて、
Q1
最初に荷重をのせたときにすでに弾性領域は終わっているのでしょうか?
A1
荷重÷断面積=応力が、その材料の弾性領域かで否かで変わります。
クリープに関係した記述をすれば、弾性領域内の荷重を掛ければ、それに対応した変形を
したらその状態で安定します。
が、クリープ現象は、熱又は時間等の要因にて、変形(歪み)が徐々に増加していくので
……となります。
Q2
また荷重を一度にのせられないので2-3度に分けて……伸びなのでしょうか?
A2
2-3度に分けてですが、その時間はどれ位でしょうか?
金属等の熱クリープ確認なら、荷重をのせた後に熱を加えると良いでしょう。
樹脂等のクリープでは、一般的に長い時間が掛かるので素早くのせれば問題ないし、
クリープが発生する荷重と弾性領域内の最大荷重の差が、
* あまりない場合は、比較的短い時間でクリープ現象が発生し易い
* 大きくある場合は、比較的長い時間でクリープ現象が発生し易い
特徴もあるので、問題はないと思います。

弾性変形領域と塑性変形領域の意味とその荷重の意味、そしてクリープ現象とその試験荷重
の内容が理解できていない事が、一番の問題と考えます。

お礼をおくりました

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