東京デンタルスクール岡田です。
今回は、歯科理工学の弾性エネルギーについて確認していきましょう。
【問題】
119A29
弾性エネルギーを求めるのに必要なのはどれか。2つ選べ。
a 耐力
b 弾性限
c 最大強さ
d 破断強さ
e Young〈ヤング〉率
【正答】
b 弾性限
e Young〈ヤング〉率
弾性エネルギーとは、材料に力を加えて弾性変形させたときに、材料内部に蓄えられるエネルギーです。力を除けば、弾性範囲内では材料は元の形に戻ります。
材料力学では、単位体積当たりに蓄えられるひずみエネルギーは、応力―ひずみ曲線の下側の面積として表されます。弾性エネルギーを求めるために必要なのは、
- 弾性範囲の上限を示す弾性限
- 応力とひずみの関係を示すYoung率
の2つです。
各選択肢も確認しておきましょう。
a 耐力
耐力は、明確な降伏点が認められない材料について、0.2%永久ひずみを生じる応力として定める値です。弾性限に近い意味で利用されることはありますが、本問では「弾性限」が選択肢として直接示されているため、弾性エネルギーの基本式に用いる値としては選びません。
b 弾性限
力を除いた際に、永久変形を残さず元に戻ることのできる最大の応力です。弾性エネルギーを求める際の弾性範囲の上限となるため、正しい選択肢です。
c 最大強さ
応力―ひずみ曲線上で材料が示す最大の応力です。
d 破断強さ
材料が破断した時点の応力です。破壊までに吸収される全エネルギーとは関係し、弾性エネルギーの算出には用いません。
e Young〈ヤング〉率
弾性範囲における応力とひずみの比例関係を示す値です。弾性限と組み合わせることで、弾性エネルギーを求めることができます。
弾性エネルギーは、元に戻れる範囲の応力―ひずみ曲線の面積です。
したがって、正答は
b 弾性限
e Young〈ヤング〉率
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