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ひずみ、変位とは?1分でわかる意味、違い、関係

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ひずみは、部材の変位を、部材の元の長さで割った値です。変位は、部材の「伸び」または「縮み」のことです。床や梁などの水平部材が、鉛直方向に変形すること(元の位置から移動した)を、「たわみ」といいます。今回は、ひずみ、変位の意味、違い、関係について説明します。※ひずみ、変位、たわみは下記の記事が参考になります。

ひずみとは?1分でわかる意味、公式、単位、計算法、測定法、応力

たわみとは?1分でわかる意味、求め方、公式、単位、記号、計算法

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ひずみ、変位とは?

ひずみと変位は、混同しやすい用語です。意味を間違えないよう注意してください。


まず変位は、部材が元の長さから「伸び」「縮み」して、移動した位置のことです。下図をみてください。棒を引っ張ると伸びます。両側から圧縮すると縮みますよね。棒を引っ張るとき、A点がB点まで移動します。このとき、


A点の位置-B点の位置


を変位といいます。

変位とひずみ

1.0mの棒が、伸びて1.01mになりました。1.01-1.00=0.01mが「変位」です。縮んだ場合も、同じ考え方で変位を計算できます。


ひずみは、部材の元の長さと変位の比率です。ひずみの定義は下記です。


ひずみ=部材の変位÷部材の元の長さ


変位は相対的な値です。変位が同じ10mmでも、部材の元の長さが1.0mと0.5mでは、変位の意味が変わります。両者の結果を同列に分析できません。


一方、ひずみは「無次元数」です。上記の例を、ひずみにすると、0.01と0.02です。ひずみの値は、大きい方が「より変形しやすかった」と判断できます。※ひずみの意味は、下記の記事が参考になります。

ひずみとは?1分でわかる意味、公式、単位、計算法、測定法、応力

ひずみと変位の違い

ひずみと変位の違いを、下記に整理しました。


ひずみ ⇒ 部材の変位を、部材の元の長さで割った値。値が大きいほど、大きく変形したとわかる。

変位 ⇒ 部材が元の長さから、「伸び」または「縮み」した量のこと

たわみ ⇒ 床や梁などの水平部材が、鉛直方向に変形すること。変形量のこと


※ひずみ、たわみ、鉛直方向の意味は、下記の記事が参考になります。

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ひずみと変位の関係

ひずみの式を思い出してください。


ε=ΔL/L

でした。εはひずみ、ΔLは変位量、Lは部材の元の長さです。よって、ひずみと変位は比例関係にあります。


変位が大きいと、ひずみも大きくなります。

まとめ

今回は、ひずみと変位について説明しました。意味が理解頂けたと思います。変位は、部材が伸び・縮みして、移動した位置のこと(変形すること)です。ひずみは、部材の変位を、部材の元の長さで割った値です。ひずみと変位は比例関係にあります。※ひずみ、変位、たわみの詳細な意味は、下記の記事が参考になります。

ひずみとは?1分でわかる意味、公式、単位、計算法、測定法、応力

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