弾塑性材料の応力解析

（注）弾塑性解析は特別オプション機能です。

弾性材料では応力とひずみの関係は常に比例関係にあります。

弾塑性材料においては応力（ミーゼスの相当応力）が降伏応力以下では弾性材料と同様

応力とひずみの関係は比例関係ですが、応力（ミーゼスの相当応力）が降伏応力を超えると

塑性ひずみが発生し、応力とひずみの間には比例関係が成立しません。

以下に応力とひずみの関係のグラフを弾性材料と弾塑性バイリニア材料について示します。

弾塑性バイリニア材料において応力（ミーゼスの相当応力）が初期降伏応力以上における

ひずみ増加に対する応力増加の率をひずみ硬化率と呼びます。

弾塑性バイリニア材料におけるひずみと塑性ひずみには以下の図のような関係があります。

弾性領域（上図左）：

応力が降伏応力以下の場合は既述のようにひずみと応力は比例関係にあります。またこの場合のひずみは

弾性ひずみとも呼ばれます。

塑性領域（上図右）：

応力が降伏応力以上の場合は塑性ひずみが発生します。塑性ひずみと弾性ひずみの和がトータルのひずみ

になります。

「弾塑性マルチリニア材料」を参照してください。

「等方硬化と移動硬化」を参照してください。

Femtetでは以下の範囲の材料設定で弾塑性解析を行うことができます。

クリープ材料と併用することで弾塑性クリープ解析が可能です。

粘弾性材料との併用はできませんので、粘弾性タブの粘弾性の入力形式は「粘弾性なし」に設定してください。

・「弾性定数タブ」（弾塑性バイリニア/弾塑性マルチリニア、温度依存性あり/なし、等方硬化/移動硬化）

・「線膨張係数タブ」（温度依存性あり/なし、等方性/異方性）

・「クリープタブ」（クリープなし/べき乗則）

（注）弾塑性解析、クリープ解析は特別オプション機能です。

Femtetで弾塑性解析を行うには、応力解析（Galileo)タブにおいて解析の種類を「静解析」としてください。

塑性ひずみ、累積相当塑性ひずみを表示することができます。

弾塑性材料の解析において以下のような場合においては解析が収束に達しにくい傾向があります。

・塑性ひずみが比較的大きい（数％以上）場合

・ひずみ硬化率（バイリニア）がヤング率に比較して極端に小さい（数％以下）場合

・荷重境界条件が設定されている場合

弾塑性材料の解析が収束に達しにくい場合、以下のような対応策が有効な場合があります。

・「ステップ/熱荷重タブ」において分割ステップ数を増やす

・「高度な設定タブ」の非線形解析の設定で、最大反復回数を増やす

・荷重境界条件をできる限り変位境界条件に置き換える。