Normal stressによるエネルギーとShear stressよるエネルギーをたすと下式の様になり、部材に蓄えられている単位体積当たりの全てのエネルギーを計算することができます。
■最大変形ひずみエネルギー密度で判断する方法■
部材に蓄えられている単位体積当たりのエネルギーを、主応力の座標軸で計算すると、次の様になる。つまり、せん断応力は、ゼロになります。
部材を変形させる力として、大気圧や水圧の様に全方向のNormal stressが同じ値をもつstress(Hydraulic stressという)は、部材の変形に寄与しないことが 実験的に知られています。つまり、Hydraulic stressによるエネルギーは、部材の変形に何も影響しないことになります。確かに、深海においても、物体は相対的に縮みますが変形することはないですね。
上式のτ1, τ2, τ3 を、τ=(τ1+τ2+τ3)/3 で置き換えると、Hydraulic stressによるエネルギー(Uh)は、次の様に書けます 。
Uh= 3 τ2(1-2ν)/(2E)=(τ1+τ2+τ3)2(1-2ν)/(6E) |
そして、全エネルギーから、Uhを差し引くと、下式に示す様に、部材を変形させるエネルギー(Ud)のみが残ります。
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