降伏点とは鋼材が降伏『塑性(そせい)』するときの応力です。降伏強度や降伏応力ともいいます。
今回はこの降伏点について解説します。
降伏点とは?
まずは下図をご覧ください。

降伏点とは、鋼材が降伏『塑性(そせい)』するときの応力です。上降伏点ともいいます。
鋼材が降伏するとき一度応力はガクっと落ちます。
そして下降伏点に到達し、鋼材は耐力を保ったまま変形だけが進みます。
これを降伏棚と呼びます。
その後、徐々に応力が上昇し最大の引張強さに到達します。
そして最終的に破断して終了です。
一応解説しましたが今は覚えてなくても大丈夫です。
学習が進むと勝手に覚えます。
塑性とは?
力を加えて変形したあと、力を取り除いても元に戻らない性質のことです。
つまり、『一度曲げたら元に戻らない』ことを【塑性(そせい)】と言います。
逆に元に戻ることを【弾性(だんせい)】と言います。
例.クリップ
◇ 少し曲げる→手を離す→元に戻る
これは弾性
◇ さらに曲げる→手を離す→曲がったまま
これを塑性
材料は多くの場合
弾性→塑性→破断
という順番で変化します。
つまり、鋼材を引っ張ると
1.小さい力→弾性変形
2.降伏点を超える→塑性変形(伸びたまま戻らない)
3.さらに引っ張る→破断
設計で「降伏点」が重要なのは、ここから塑性が始まるという境目だからです。
元に戻らなかったら大変ですからね。
降伏点の求め方
降伏点は以下の式で算定できます。
\(σ=\frac{P}{A}\)
ここで
σ:応力
P:引張力
A:鋼材の断面積
降伏時の引張力と、鋼材の断面積が分かれば降伏点の応力が求められます。
例題
降伏時の引張力は100kNでした。鋼材の断面積が500mm2の場合
降伏時の応力はいくつになりますか?
回答
答え200N/mm2
降伏点の単位は一般的にN/mm2で表します。
単位を合わせる作業は非常に重要です。必ず確認しましょう。
【ご参考】
若しくは下式よりひずみの値が分かれば応力を算定できます。
※鋼材のヤング係数は一定
σ:応力
E:ヤング係数
ε:ひずみ
降伏点と引張強さの違い
降伏点 :鋼材が降伏するときの応力
引張強さ:鋼材の最大強さ
まとめ
今回は降伏点について解説しました。
降伏点の意味が分かって頂けたかと思います。
降伏点は構造計算する際に非常に重要な値です。
合わせて「以下の記事」も読むと理解が深まり、構造がもっと楽しくなりますよ!


