円形シャフトの塑性変形

材料が降伏強度を超える応力を受けると、塑性変形が発生し、永久ひずみが発生します。円形シャフトの場合、塑性変形によりその形状が変化します。

塑性変形を正確に評価するには、円形シャフト内の応力分布を決定する必要があります。

材料の最大せん断応力がわかっている場合、せん断応力-ひずみ図をプロットすると、対応する最大せん断ひずみが得られます。

せん断ひずみは、シャフトの軸からの距離に比例して変化することを思い出してください。せん断ひずみと半径方向距離の関係は、最大せん断ひずみ値を代入することで確立されます。さらに、せん断応力と半径方向距離との関係が得られます。

積分関係を使用し、要素面積と極慣性モーメントをシャフト半径に代入すると、シャフトの破損を引き起こす極トルクは、材料の極せん断応力の値を最大化することで決定できます。

対応する架空の応力は、特定の材料のねじりにおける破断係数と呼ばれます。