等方硬化 — CAE用語解説

等方硬化は、塑性変形が進むと降伏面が原点を中心に均等に膨張する硬化モデルだ。引張方向に塑性変形させると、圧縮方向の降伏応力も同じだけ上がる。単調載荷なら実験と合うことが多いよ。

応力空間で降伏面を風船に例えると、等方硬化は風船が中心はそのままで均等に膨らむ感じ。移動硬化は風船の大きさは変わらず、載荷方向に中心がズレる。実際の金属はこの両方の性質を持っていることが多いんだ。

引張試験のように荷重が一方向に増え続ける「単調載荷」なら等方硬化で十分。プレス成形のシミュレーションではまず等方硬化で試すのが定石だね。設定も応力-ひずみ曲線を入力するだけで簡単だよ。

そう。繰り返し荷重だとバウシンガー効果が出て、圧縮方向の降伏応力は引張ほど上がらない。等方硬化はこれを表現できないから、疲労解析やスプリングバック解析では移動硬化か複合硬化を使う必要があるんだ。

迷ったら「この部品、実使用で荷重の反転はあるか？」と考えるといい。あるなら移動硬化を検討しよう。