構造力学の観点から適度ではなく過度なストレスに晒されたら早めに対処すべき事を図示してみるnote

過度なストレスはヤバい

いきなり語彙力無くて笑えると思うけど本当にヤバい…

今回のnoteはタイトルの通り、過度なストレスに晒されすぎて対処出来なかった時に、どんな事が起こるのか感情論的な話というより、構造力学の観点から図示していけたらと思っています

それではよろしくおねがいします…

　

鋼の応力ひずみ曲線図を用いていく

応力ひずみ曲線とはなんぞや？と思われる方の為に、まずはひずみ曲線図と言葉の意味から羅列をしていきますね

ひずみ曲線

➠ 応力ひずみ線図とは、縦軸を応力・横軸をひずみとして表した関係図。応力ひずみ関係

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…………？

まあつまり↓

鋼の応力ひずみ曲線

こんな図です

・応力…設計強度を表すための1つの指標。物体の内部に生じる力の大きさを示す物理量➠物体の単位面積に対してかかる荷重(外力)に対し、それに応じる内力が発生する事＝物体の変形や破壊などに対する負担の大きさを検討するのに用いられる
　
・ひずみ(英: Strain)…連続体力学における物体の変形状態を表す尺度。物体の基準(初期)状態の単位長さあたりに物体内の物質点がどれだけ変位するかを示す➠物体に力が加わり変形した場合に、変形前の形状に対してどれだけ変形したかを比率として示す
※ 比率であるため、単位はない無次元数
　
・A)降伏点(上降伏点)…鋼材が降伏(塑性)し始めるときの応力、降伏応力とも言う
・B)下降伏点…降伏点に達した後、応力が低下した状態
・C)降伏棚…しばらくは低下した応力を保持した状態
　
・D)引張強度…変形が進みながら降伏点を超える応力(最大応力 or 極限強度)に達した位置
　
・E)破断…金属などの材料が、衝撃などの原因で2つ以上の部分に分離する事
　
 
　
●鋼に荷重が作用しない時 ➠【応力＝0, ひずみ＝0】

応力ひずみ曲線を描いた時に、降伏する前が弾性域、降伏した後が塑性域
 
➠弾性域…応力ひずみ曲線における材料が降伏するまでの領域
荷重を加えると応力とひずみが徐々に比例的に増えるが、降伏点に至る前で荷重を0にすると応力, ひずみ共に0に戻る ＝ 荷重を加えるとひずみが生じるが、荷重を除荷するとひずみも無くなる(下の図①)
　
➠塑性域…降伏点を超えた塑性域では、加えた荷重を取り除いても“ひずみ”が残る＝ひずみが０にならず元に戻らない(下の図②)
(※荷重を除荷したにも関わらず残った歪を『残留ひずみ』という)
  
  
 ＝ 弾性域はわかりやすく言うと、力を加えると変形し,力を取り除くと元に戻る性質で、塑性域は力を取り除いても変形が残る性質という事

上記の図に出てくる言葉は、このような意味合いを持っています

　

※弾性域と塑性域での戻り方の違い
①は弾性域内であれば、どれだけ応力がかかろうとも０に戻れる
②のような塑性域内に入ってしまったら、どこの位置でも０には戻れない

弾性域と塑性域

ではこれらを踏まえた上で、日々降りかかってくるストレスに置き換えてみます

　
　
　
　
　

ストレスにおける応力ひずみ曲線

そもそも何故ひずみ曲線に当てはめてみようと思ったかと言うと…
　
ストレスを受け続けた時に、心(脳)におけるストレス耐性は比例的に増すだけでなく、とある１点を越してしまうと、予測困難な動きをして、唐突に壊れてしまうなと思った事に起因しています