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比例限度とは？1分でわかる意味、読み方、弾性限度との違い、降伏点との関係

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比例限度とは、フックの法則が成り立つ最大の応力度です。比例限度を境に、応力と歪の関係が非線形になります。今回は、比例限度の意味、読み方、弾性限度との違い、比例限度と降伏点との関係について説明します。

※非線形、応力ひずみ関係は、下記の記事が参考になります。

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比例限度とは？

比例限度とは、フックの法則が成り立つ最大の応力度です。下図をみてください。赤丸が比例限度、青丸が弾性限度です。

鋼材を引っ張ると初めのうちは、応力とひずみが比例関係にあります。ひずみが増えれば、一定の割合で応力も増えます。応力が増加する割合は、比例限度まで一定です。なお、「一定の割合」は、ヤング率のことです。下式をみてください。これがフックの法則でしたね。

σ＝Eε

σは応力、Eはヤング率、εはひずみです。※詳細は、下記の記事も参考になります。

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しかし比例限度を境に、これが成立しなくなります。下図をみてください。応力とひずみの関係図を拡大しました。比例限度を境に、応力と歪の関係が比例でなくなります。

比例限度を超えて鋼材を引っ張ると、応力がガツンと落ちます。この応力を、弾性限度といいます。弾性限度は、降伏点または上降伏点といいます。※降伏点、上降伏点の意味は下記の記事が参考になります。

降伏点とは？1分でわかる意味、求め方、SS400の値、単位、引張強さ

ただし軟鋼（一般的な鋼材）では、比例限度は弾性限度の近くに表れます。構造計算などの実務（実用上）では、弾性限度まで比例関係にあると考えても問題ないでしょう。

比例限度の読み方

比例限度、弾性限度の読み方は下記です。その他、関係する用語の読み方を示しました。

比例限度　⇒　ひれいげんど

弾性限度　⇒　だんせいげんど

降伏点　⇒　こうふくてん

非線形　⇒　ひせんけい

※降伏点の意味は、下記の記事が参考になります。

降伏点とは？1分でわかる意味、求め方、SS400の値、単位、引張強さ

比例限度と弾性限度の違い

比例限度と弾性限度の違いを下記に整理しました。

比例限度　⇒　フックの法則が成り立たなくなる最大の応力度

弾性限度　⇒　鋼材が降伏する時点の応力度。降伏点、上降伏点と同じ意味

※降伏点、上降伏点は下記の記事が参考になります。

降伏点とは？1分でわかる意味、求め方、SS400の値、単位、引張強さ

まとめ

今回は比例限度について説明しました。意味が理解頂けたと思います。比例限度は、フックの法則が成立する最大の応力度です。比例限度と弾性限度との違いを理解しましょう。ただし軟鋼では、実用上は弾性限度まで、比例関係は成立すると考えてよいでしょう。下記の記事も参考にしてくださいね。

降伏点とは？1分でわかる意味、求め方、SS400の値、単位、引張強さ

応力ひずみ線図とは？1分でわかる意味、ヤング率と傾き、考察、書き方

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• 2017年12月に当HPが書籍化。
• 「わかる構造力学」
• 2022年4月に「わかる構造力学」の改訂版出版。
• 「わかる構造力学(改訂版)」


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