弾塑性 — CAE用語解説

金属に力をかけると、最初は荷重に比例して変形して、力を抜くと元に戻る。これが弾性域。でも降伏応力を超えると永久変形（塑性変形）が残るようになる。弾塑性とは、この「弾性→降伏→塑性変形」という一連の挙動をまとめて扱う材料特性のことだよ。

そう。降伏しない範囲なら結果は同じだから、弾性解析で十分。でも実際の設計では応力集中部で局所的に降伏することが多いし、プレス成形のように意図的に塑性変形させるケースもある。そういうときに弾塑性解析が必須になるんだ。

非線形解析になるから、Newton-Raphson法で繰り返し計算が必要になる。弾性解析なら1回の連立方程式で終わるけど、弾塑性だと荷重を少しずつ増やして何十〜何百ステップ計算する。計算時間は10倍以上になることも珍しくないよ。

引張試験で得た公称応力-公称ひずみ曲線を真応力-真ひずみに変換して入力するんだ。特にくびれ（ネッキング）が始まる大ひずみ域のデータが重要で、ここが不正確だと成形シミュレーションの精度がガクッと落ちる。自動車のプレス成形では材料試験データの品質が解析の成否を分けるよ。

塑性力学の基礎は必須だよ。降伏条件、流れ則、硬化則の3点セットを理解しておくと、弾塑性解析の設定が迷わなくなる。

引張試験の再現は弾塑性解析の入門に最適だよ。FEMの荷重-変位曲線と実験データを比較して、材料モデルが正しく入力できているか確認するところから始めよう。