粘弾性の2 要素モデルに関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。AA ― …
粘弾性の2 要素モデルに関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。AA ― BBマックスウェルモデル フォークトモデル
- ⑴ Aのスプリングは弾性体のモデル、Bのダッシュポットは粘性体のモデルである。スプリングは弾性体、ダッシュポットは粘性体を表すモデル要素です。
- ⑵ フォークトモデル全体に一定の応力を瞬時にかけてそれを保つとき、モデル全体のひずみは直線的に増加する。フォークトモデルに一定応力をかけると、ひずみは指数関数的に増えて一定値に近づき、直線的には増えません。
- ⑶ マックスウェルモデル全体に加わる応力は、スプリングに加わる応力とダッシュポットに加わる応力の合計である。直列のマックスウェルモデルでは両要素に同じ応力がかかり、全体のひずみが両者の和になります。
- ⑷ マックスウェルモデル全体に一定のひずみを与えてそのまま保持するとき、モデル全体にかかる応力は減衰する。マックスウェルモデルに一定ひずみを保つと、ダッシュポットの流動により応力は減衰します(応力緩和)。
- ⑸ マックスウェルモデル全体に一定の応力を瞬時にかけてそれを保つとき、モデル全体のひずみは一定に保たれる。マックスウェルモデルに一定応力をかけると、瞬間的な弾性ひずみの後、ダッシュポットの流動でひずみは増え続けます。
解説
正解は⑴と⑷です。粘弾性モデルでは、スプリングが弾性体(フックの法則)、ダッシュポットが粘性体(ニュートンの粘性法則)を表します。直列のマックスウェルモデルに一定のひずみを与えて保つと、ダッシュポットが徐々に流れてスプリングの伸びが戻るため、応力は時間とともに指数関数的に減衰します(応力緩和)。並列のフォークトモデルに一定の応力をかけると、ひずみは曲線的に増えて一定値に近づくクリープを示します。直列では両要素に同じ応力がかかり、ひずみは瞬間的な弾性変形後に直線的に増加し続けます。
出典:厚生労働省ホームページ(https://www.mhlw.go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/0000198925.html)を加工して作成