可塑性と弾力性の比較

弾性と塑性は、材料科学や経済学で議論される概念である。塑性とは、材料やシステムが不可逆的に変形する性質のことである。弾性とは、システムや材料が可逆的に変形できる性質のことです。塑性と弾性は、材料科学、工学、経済学、数学的モデリングなど、機械的物体の設計と開発に関わる分野で重要な役割を担っています。今回は、塑性と弾性とは何か、その応用、塑性と弾性の定義、塑性と弾性の共通点、最後に相違点について説明します。

柔軟性

弾性は、材料の変形に直接関係する概念である。固体に外部からの応力が加わると、その物体は引き離されようとする傾向がある。そのため、結晶格子の中の原子間の距離が長くなる。各原子は隣の原子に近づこうとする。これにより、変形に抵抗する力が生まれます。この力を「ひずみ」といいます。応力とひずみのグラフをプロットすると、ひずみの値がある程度小さいとグラフは直線になります。この線状の領域が物体を弾性変形させる領域となる。弾性変形は常に可逆的である。フックの法則を用いて計算される。フックの法則とは、材料の弾性域で加わる応力は、材料のヤング率とひずみの積に等しいというものである。固体の弾性変形は可逆的な過程であり、加えた応力を取り除くと元の状態に戻る。弾性**学の数学的境界の可逆的表現について考察している。

可鍛性

塑性変形とは、塑性変形に関連する概念である。応力-歪み関係のプロットが線形であるとき、システムは弾性状態にあると言われる。しかし、応力が非常に高い場合、プロットは軸上で小さくジャンプする。塑性変形になるのがこの限界です。この限界値を材料の降伏強度という。塑性変形は、主に2つの固体層が滑ることによって起こる。このスライドプロセスは不可逆的である。塑性変形は不可逆的な変形と言われることがあるが、実は可逆的な変形様式もある。降伏強度のジャンプの後、応力-歪み曲線は滑らかなピーク曲線となる。この曲線のピークを極限強度という。極限強度に達した後、材料は「ネックアップ」し始め、長さ方向に不均一な密度になる。そのため、非常に密度の低い部分は壊れやすくなっています。塑性変形を利用して金属を硬化させ、原子を完全に積み上げることができる。