ひずみエネルギー密度

軸方向の荷重により、ロッドが伸び、ひずみエネルギーが蓄積されます。ロッドのひずみエネルギー密度は、単位体積あたりのエネルギーです。

ここで、面積に対する軸力の比率が応力であり、ロッドの元の長さに対する伸びの比率が生成されるひずみです。

弾性領域内では、ひずみエネルギー密度は弾性率で表すことができます。

応力-ひずみ曲線は弾性領域で線形関係を示し、ひずみエネルギー密度がフックの法則に従うことを意味します。ここでは、応力を取り除くとひずみはゼロになります。このエネルギー密度の領域は、レジリエンス係数と呼ばれます。

塑性領域では、応力を取り除いた後でも、ある程度の永久ひずみが残ります。したがって、ひずみエネルギー密度の一部のみが回復され、残りのエネルギー密度は熱の形で物体を変形するために費やされます。

曲線の下の総面積は靭性係数と呼ばれ、ロッドを破裂させるのに必要な総エネルギー密度を表します。