材料力学用語集 カード型用語集へ

項目

説明

その他(単位 ,式など)

応力(stress

σ, τ

自由物体図(free-body diagram)において、外力として負荷荷重P が作用したとき、任意の切断面で力の釣り合いを考慮すると、面における単位面積あたりの内力が存在する、それを応力といい、単位は、Pa(N/m2) で表す。面に垂直に働く垂直応力、s と平行に働くせん断応力、 t がある。

 

 

 N/m2

ひずみ(strain)

ε, γ

単位長さ当たりの長さの変化量をひずみと定義する。ひずみは任意の場所の変形の度合いを表している。荷重を受けた軸方向には軸ひずみ(longitudinal strain)直角方向には横ひずみ(transverse strain)が生じる。伸びに対して引張ひずみ(tensile strain)縮む方向には圧縮ひずみ(compressive strain)両者をあわせて垂直ひずみ(normal strain, e)という。せん断荷重に対してはずれの相対的変化をせん断ひずみ(shearing strain, g)と定義する。単位は無次元である。無負荷の初期状態(a) と静的荷重P を負荷されている状態(b) である。

 

フックの法則(Hook’s law)

物体に生じている応力(内力)s とひずみ e は、正比例する関係をいう。このような物体を弾性体といい、応力を徐荷するともとの状態に戻る性質を有している。

応力とひずみの比例定数を、弾性係数といい、垂直ひずみに対しては、縦弾性係数(modulus of longitudinal elasticity)E 、ヤング率(Young’s modulus)とういう。せん断ひずみに対しては横弾性係数(modulus of transverse elasticity)G あるいはせん断弾性係数(modulus of shearing elasticity)ともいう。それぞれは、材料固有の値をとる。単位は応力と同じ[N/m2]である。鉄鋼材料ではおよそ200GPa、アルミニウム合金では70GPa である。

 

はり(beam)

棒の軸線に対して垂直に作用する荷重(load)を、横荷重といい、この横荷重(または、棒を曲げるモーメント)を受ける棒をはりという。

 

たわみ曲線の基本式(differential equation of the deflection curve of a beam)

フックの法則とはりのたわみ形状の関係から導かれ、逐次積分を行うことによって

はりの形状を求めることが出来る関係式である。ただし、はりのたわみの傾きが無

視できる程度に、たわみが大きくならない範囲にて適用できる。