降伏応力 — CAE用語解説

一概にまずいとは言えないけど、降伏応力を超えると材料は塑性変形、つまり荷重を取り除いても元に戻らない永久変形を始める。機械設計では通常、降伏応力に対して安全率を確保するから、超えているなら設計を見直す必要があるね。

引張試験で応力-ひずみ曲線を取ったとき、鉄鋼のように明確な降伏点がある材料はそこが降伏応力だ。でもアルミ合金やステンレス鋼のように明確な降伏点がない材料は、ひずみ軸の0.2%から弾性勾配に平行な直線を引いて応力-ひずみ曲線との交点を「0.2%耐力」として降伏応力の代わりにする。実務ではこの値を使うのが一般的だよ。

ダメだね。線形弾性解析では降伏後の材料挙動を考慮していないから、降伏を超える応力が出ている部分は実際には塑性変形して応力が再分配される。正確な結果が欲しければ弾塑性解析（非線形解析）に切り替える必要がある。von Misesの降伏条件がよく使われるよ。

変わるよ。一般に温度が上がると降伏応力は下がる。例えば炭素鋼は常温で250MPa程度でも、500度だと150MPa以下に落ちることがある。高温環境の設計では温度依存の降伏応力データを使わないと危険だ。

そうだね。特にボルト穴やフィレット部のような応力集中箇所は線形解析だと降伏超えが出やすいけど、実際には局所的な塑性で応力が再分配されて全体としては安全なことも多い。ただし塑性域が広がりすぎると崩壊するから、非線形解析で確認するのが王道だよ。