플라스틱 벤딩

Plastic bending
Plastic Bending Stress Distribution

플라스틱 굽힘은 선형 탄성 굽힘 분석에서 나타난 것보다 훨씬 더 큰 극한 굽힘 강도를 자주 달성하는 연성 재료로 만들어진 부재에 특정한 비선형 거동이다.직선 빔의 소성 및 탄성 굽힘 해석에서는 변형률 분포가 중립 축을 중심으로 선형이라고 가정합니다(평면 단면은 평면을 유지합니다).탄성 분석에서는 이 가정이 선형 응력 분포로 이어지지만, 소성 분석에서는 결과 응력 분포가 비선형이며 빔의 재료에 의존합니다.

제한 플라스틱 굽힘 M {\ M_}(플라스틱 모멘트 참조)는 일반적으로 빔 전체의 하중 전달 능력이 아닌 특정 단면의 강도만을 나타내기 때문에 빔의 하중 전달 능력에 대한 상한으로 간주할 수 있다.은 Mr\ 도달하기 전에 또는 로컬 불안정성으로 인해 실패할 수 있습니다.따라서 빔은 국소 좌굴, 국소 불능 및 전역 횡-궤도 좌굴 모드 고장 여부도 점검해야 합니다.

플라스틱 분석에서 나타나는 응력을 발생시키는 데 필요한 편향은 일반적으로 과도하며, 구조물의 기능과 호환되지 않을 정도로 자주 발생한다.따라서 설계 편향 한계를 초과하지 않도록 별도의 분석이 필요할 수 있다.또한 플라스틱 범위 내의 작업 재료는 구조물의 영구적인 변형을 초래할 수 있으므로 한계 하중에서 유해한 영구 변형이 발생하지 않도록 추가 분석이 필요할 수 있다.일반적으로 플라스틱 굽힘과 관련된 큰 편향 및 강성 변화는 내부 하중 분포를 크게 변화시킬 수 있으며, 특히 정적으로 결정되지 않은 빔에서 그렇습니다.변형된 형상 및 강성과 관련된 내부 하중 분포를 계산에 사용해야 합니다.

플라스틱 굽힘은 적용된 모멘트가 단면의 외부 섬유를 재료의 항복 강도를 초과할 때 시작됩니다.피크 굽힘 응력은 단면의 외부 섬유에서 순간적으로만 로드됩니다.단면이 단면을 통해 선형으로 산출되지 않습니다.오히려 외부 영역이 먼저 항복하여 응력을 재분배하고 탄성 분석 방법에 의해 예측될 수 있는 이상으로 실패를 지연시킵니다.중성축으로부터의 응력 분포는 재료의 응력-변형 곡선의 모양과 동일하다(이는 비복합 단면을 가정한다).단면이 충분히 높은 플라스틱 굽힘 상태에 도달하면 플라스틱 힌지 역할을 합니다.

기본 탄성 굽힘 이론은 굽힘 응력이 중립 축으로부터의 거리에 따라 선형으로 변화해야 하지만 플라스틱 굽힘은 더 정확하고 복잡한 응력 분포를 보여줍니다.단면적 산출면적은 재료의 산출량과 최종 강도 사이 어딘가에서 변화할 것이다.단면의 탄성영역에서 응력분포는 중성축에서 산출영역의 시작점까지 직선적으로 변화한다.예측된 기능 상실은 응력 분포가 재료의 응력-변형 곡선에 근접할 때 발생합니다.가장 큰 가치는 궁극의 힘의 가치이다.단면의 모든 영역이 항복 강도를 초과하지는 않을 것이다.

기본 탄성 벤딩 이론과 마찬가지로, 모든 섹션의 모멘트는 횡단면에 걸친 벤딩 응력의 면적 적분과 동일합니다.이것과 위의 추가 가정으로부터 편향과 파괴 강도를 예측한다.

1908년경 C. v. [2]Bach에 의해 플라스틱 이론이 입증되었다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 스티븐 P.Timoshenko, 재료강도, Part II, 제2판, 1941년, Ch VII, 페이지 362.
  2. ^ 바흐, C.와 바우만, R., Elastizitat und Festigkeit, 제9판, 1908.