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バネ定数とヤング率の関係は？1分でわかる意味、違い、換算、断面二次モーメントとの関係は？
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バネ定数ｋとヤング率Ｅの関係として「k＝EA/L」があります。Ａは部材の断面積、Ｌは部材の長さです。バネ定数は力Ｐを変形δで除した値です。ｋは材料の伸びやすさあるいはかたさを表します。また、部材軸方向に作用する力と変形の関係を整理すると「k＝EA/L」が得られます。バネ定数、ヤング率の詳細は下記をご覧ください。
ばね定数とは？1分でわかる意味、公式、ヤング率、単位、求め方
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バネ定数とヤング率の関係は？違い、換算方法は？
バネ定数ｋとヤング率Ｅの関係を下記に示します。Ａは部材の断面積、Ｌは部材の長さです。
・k＝EA/L
バネ定数は部材の伸びやすさ、かたさを意味します。バネ定数ｋは力Ｐを変形量で除した値です。よって
・k＝P÷δ
で求めます。部材の変形は、主に「軸変形」「曲げ変形」「せん断変形」があります。それぞれの変形に伴いδの計算式（考え方）が異なります。
なお、前述した「k＝EA/L」は、軸方向に生じる力と変形の関係におけるバネ定数の公式です。k＝EA/Lより、バネ定数はヤング率と部材断面積の積に比例し、部材長さＬに反比例することがわかります。バネ定数、ヤング率の詳細は下記をご覧ください。
ばね定数とは？1分でわかる意味、公式、ヤング率、単位、求め方
バネ定数とヤング率、断面二次モーメントとの関係は？
バネ定数とヤング率、断面二次モーメントの関係を下記に示します。
・k＝P／δ＝P／（PL^3／48 EI）＝48EI／L^3
上式は単純梁の中央に集中荷重が作用する場合のバネ定数（剛性）ｋを求める式です。δはたわみ、Ｐは荷重、Ｉは断面二次モーメントを表します。
なお、支持条件または荷重条件に伴い「たわみδを求める式」が異なるため、バネ定数ｋの公式も変わります。これは「支持・荷重条件に伴い、部材の変形のしやすさが変わる」ことを意味しています。断面二次モーメントの詳細は下記をご覧下さい。
断面二次モーメントとは？1分でわかる意味、計算式、h形鋼、公式、たわみとの関係
まとめ
今回は、バネ定数とヤング率の関係について説明しました。バネ定数とヤング率の関係式の１つとして「k＝EA/L」があります。これは軸方向の力と変形の関係によるバネ定数（かたさ）です。バネ定数は「剛性」ともいいます。バネ定数、剛性の詳細は下記をご覧ください。
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剛性とは？本当に分かる剛性の計算、単位、強度との違い、バネ定数
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- 名前 ハナダユキヒロ/MITUME lab主宰.（筆者のコラムはこちら）
- 2010年 弊サイトを開設
- 2010～2017年 国立大学大学院修了
- 2017年12月に当HPが書籍化。
- 「わかる構造力学」
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