ひずみ、応力とは

材料に引張力Pを加えると、これに対応した応力σが材料内部に発生します。材料は応力に比例した断面の収縮とともに伸びが発生し、力を加える前の長さLはΔLだけ伸びます(図1の上)。

このときの両者の伸びの比率をひずみとよび

と表されます(引張ひずみ)。なお、圧縮力を加えると、ひずみは

となります(圧縮ひずみ、図1の下)。

例えば、長さ100mmの材料が引張力を受けて0.01mm変形したときは

したがって、ひずみは無名数で、数値の後に×10-6ひずみ、 ×10-6、με、μm/mなどをつけてあらわされています。弊社では、ひずみを「×10-6ひずみ」と表示し、読みはマイクロひずみです。材料に加えられた力によって内部に発生した応力とひずみの間には、フックの法則により

の式で表されます。この式からひずみに縦弾性係数を乗ずることで応力が求められます。引張力Pを加えたとき材料は軸方向に伸びるに従って、直角方向は縮みます。軸方向の伸びを縦ひずみ、直角方向の縮みを横ひずみといい、縦ひずみと横ひずみの比の絶対値をポアソン比といい、

となります。ポアソン比は材料によって異なります。 主な材料の縦弾性係数、ポアソン比は工業材料の機械的性質を参照してください。

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