20.10 : Elementy wykonane z materiału elastoplastycznego

Zachowanie materiałów elastoplastycznych pod naprężeniami zginającymi, szczególnie w elementach konstrukcyjnych o przekrojach prostokątnych, ma kluczowe znaczenie dla przewidywania reakcji materiałów i zrozumienia trybów uszkodzeń. Początkowo, po przyłożeniu momentu zginającego, rozkład naprężeń w przekroju jest zgodny z prawem Hooke'a i jest liniowy i elastyczny. Rozkład ten oznacza, że ​​naprężenie wzrasta od osi neutralnej do maksimum na włóknach zewnętrznych, aż do granicy sprężystości.

Gdy moment zginający przekracza tę początkową fazę sprężystości, włókna zewnętrzne zaczynają się uginać, podczas gdy włókna wewnętrzne pozostają elastyczne. To przejście jest oznaczone strefami plastycznymi tworzącymi się na górze i na dole sekcji, z elastycznym rdzeniem, który w dalszym ciągu wykazuje liniowe zmiany naprężeń w ramach zmniejszonej grubości. Na tym etapie można nadal analizować moment zginający, dostosowując wstępne obliczenia rozkładu naprężeń sprężystych, aby uwzględnić zmniejszoną powierzchnię efektywną.

Ostatni etap reakcji na zginanie ma miejsce, gdy odkształcenie w całym przekroju poprzecznym staje się w pełni plastyczne, co nazywa się momentem plastycznym. Moment ten jest maksymalnym momentem, jaki może wytrzymać przekrój i jest znacznie wyższy niż granica sprężystości. Moment plastyczny oblicza się przy założeniu równomiernego rozkładu naprężeń przy granicy plastyczności w całym przekroju.