ひずみ

ひずみとは、
物体に力が加わったときにどれだけ変形したかを表す量です。

つまり、

「もとの長さに対して、どのくらい伸びたり縮んだりしたか」
を示す指標です。


🧮基本の式

ひずみ(ε)=変形量(ΔL)元の長さ(L0)

例:

長さ100 mmの樹脂試験片が、力を加えて101 mmに伸びたとします。
このとき:

ε=101−100100=0.01

つまり、1%(=0.01)ひずみです。

ひずみの種類

種類 内容
引張ひずみ 引っ張られて伸びる変形 材料が引っ張られて細くなる
圧縮ひずみ 押されて縮む変形 部品が押し潰される
せん断ひずみ 物体がずれる変形 金型からのせん断応力など
曲げひずみ 片側が伸び、反対側が縮む 板や成形品の反り

ひずみと応力の関係

材料力学で有名な フックの法則 によって、
応力(σ)とひずみ(ε)は比例します(弾性域内で)。

σ=E×ε

ここで、

  • σ:応力(Pa)

  • ε:ひずみ(無次元)

  • E:ヤング率(弾性率)

つまり、材料がどれだけ硬いか(変形しにくいか)は、この「E(ヤング率)」で決まります。

射出成形における「ひずみ」

射出成形品では、残留ひずみが重要です。
成形後に内部に応力が残っていると、時間の経過や温度変化で次のような問題が起こります。

🔹 残留ひずみによるトラブル

  • クラック(割れ)

  • 反り・変形

  • 応力白化(クレージング)

  • 寸法変動

🔹 原因例

  • 成形温度が低すぎる

  • ゲート位置や冷却不均一

  • 型開きが早すぎる

  • 成形品に無理な取り出し力がかかる

ひずみの対策

原因 対策
温度差による内部応力 金型温度を均一化、冷却時間を十分に取る
成形条件不適 射出圧・保圧・冷却バランスを最適化
応力集中 コーナーRを大きくする、肉厚を均一にする
乾燥不足 吸湿による応力割れ防止のため乾燥徹底

まとめ

項目 内容
定義 外力による変形割合
単位 なし(%や比で表す)
関係式 応力 = ヤング率 × ひずみ
成形での意味 残留応力や変形の指標
注意点 残留ひずみはクラックや反りの原因になる

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