ひずみエネルギーとは

ひずみエネルギーは、固体を変形することによって生成される位置エネルギーの形式です。 固体アイテムが変形すると、アイテムの変形に使用されるエネルギーが保存されます。 このエネルギーは、変形したアイテムが元の形状に戻ると解放されます。 この蓄積されたエネルギーは、エネルギーが固体に与える影響を説明する方法としてひずみエネルギーと呼ばれます。 ひずみエネルギーは、ポテンシャルエネルギーと呼ばれるより大きなクラスのエネルギーの一部です。 このグループは、使用を待機している蓄積エネルギーで構成されています。

アイテムに負担がかかると、想定外の動作を強制されます。 ひずみエネルギーでは、ひずみは、アイテムに必要な形状または位置とは異なる形状または位置を強制的に保持させることによって発生します。 これは、木の枝を曲げるだけの単純なものでも、着陸戦闘機のシステムで発生する変形のように複雑なものでもかまいません。

オブジェクト内のひずみエネルギーは、一般的に、ひずみを生じさせたオブジェクトに適用されるエネルギー量に等しくなります。 これは基本的に、固体オブジェクトに適用されたエネルギーを吸収して保存することを意味します。 エネルギーが放出されるとき、それは一般的に保持量に等しくなります。 その結果、オブジェクトにエネルギーを適用し、必要になるまでそれを保持し、最終的にエネルギーの全量を損失なくシステムに戻すことができます。

損失が発生するのは、ひずみエネルギーが固体の塑性変形点に近づくか通過するときだけです。 この時点で、ソリッドは別の形状に恒久的に変化します。 アイテムに保存されたエネルギーは、変化を触媒するために使用されます。 この変形は、すべて変形または熱になるまで、ゆっくりとひずみエネルギーを放出します。 変形が完了する前にオブジェクトが解放された場合、通常より少ない量の歪みエネルギーが解放されます。

ひずみエネルギーの最も簡単な例は、単純なバネです。 人がばねを押し下げると、固体ばねに力がかかります。 このエネルギーは、人から物体に行きます。 スプリングが押されている限り、そのエネルギーはすべてオブジェクト内に収まっています。 バネが解放されると、エネルギーはポテンシャルひずみエネルギーから運動エネルギーに変換されます。 スプリングの形状が変化するほど長く押さえられた場合、エネルギーの一部またはすべてが変形のために失われます。