27.3
材料が軸方向の荷重を受けると、垂直応力がかかり、ひずみエネルギーが発生します。この方程式は、一様に分布する応力に対して有効であり、ひずみエネルギー密度は材料全体で一定です。
応力分布が不均一な材料の場合、ひずみエネルギー密度は材料の小さな体積に対して定義されます。
ここで、ひずみエネルギー密度は、加えられた応力と生成されたひずみの積として表されます。
材料の全体積にわたるひずみエネルギー密度を積分すると、材料に蓄積された全ひずみエネルギーが得られます。
得られたひずみエネルギーの方程式は、弾性変形にのみ適用され、弾性ひずみエネルギーとも呼ばれます。
材料が中心軸荷重を受けると、垂直応力は任意の横断面で均一であると仮定されます。ここで、垂直応力は、考慮対象の断面積に対する内力の比として記述されます。
このような場合に蓄積されるひずみエネルギーは、内力と弾性率で表されます。
ひずみエネルギーは、荷重条件下での変形によって材料内に蓄えられるエネルギーを定量化したもので、材料科学および材料工学の基本概念です。材料が応力が均一に分散された軸方向荷重を受けるときのひずみエネルギーをモデル化できます。このシナリオでは、材料が受ける応力は内部力を断面積で割ったもので、誘発されるひず…
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