第33回 臨床工学技士国家試験 午前 第81問

塑性変形は、応力が降伏点を超えたときに生じ、外力を取り除いても永久ひずみが残る変形である。除荷で元に戻る弾性変形との違いを見分けさせる問題。

【各選択肢の解説】

ａ．外力を取り除くと形状が完全に元に戻る。
❌ 誤り。これは弾性変形の性質。正しくは、塑性変形では除荷後も変形の一部が戻らずに残る。

ｂ．永久ひずみが生じる。
✅ 正しい。塑性域に入ると材料内部ですべりが起こって元に戻らなくなるため、除荷してもひずみが残る（永久ひずみ）。

ｃ．降伏現象により生じる。
✅ 正しい。応力が降伏点（降伏応力）を超えると、応力がほぼ増えないままひずみが進む降伏が起こり、塑性変形が始まる。

ｄ．ヤング率により変形が評価できる。
❌ 誤り。ヤング率は応力−ひずみ線図の比例域（弾性域）の傾きで、応力とひずみが比例する範囲でしか使えない。正しくは、ヤング率で評価できるのは弾性変形である。

ｅ．バネのみを用いてモデル化できる。
❌ 誤り。バネは除荷で元に戻る弾性の要素である。正しくは、塑性は一定の力を超えると滑り出す摩擦要素（スライダー）をバネと組み合わせてモデル化する。

【試験対策ポイント】

• 粘弾性＝バネ＋ダッシュポット（直列＝マクスウェルモデル、並列＝フォークトモデル）