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線形弾性とは？1分でわかる意味、非線形弾性との違い、弾性定数、弾性限界、フックの法則との関係
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線形弾性（せんけいだんせい）は、荷重と変位が比例関係にあり、弾性の性質をもちます。似た用語に、非線形弾性があります。荷重と変位の関係は非線形ですが、弾性の性質を持ちます。今回は線形弾性の意味、非線形弾性との違い、弾性定数、弾性限界、フックの法則との関係について説明します。線形、非線形、弾性の意味は、下記が参考になります。
線形とは？1分でわかる意味、非線形との違い、線形的な材料、線形
非線形とは？1分でわかる意味と定義、線形との違い、現象、解析法
塑性とは？1分でわかる意味、靭性、延性、弾性との違い、対義語、塑性変形能力との関係
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線形弾性とは？
線形弾性は、荷重と変位が比例に関係にあり、弾性の性質をもちます。下図をみてください。これが線形弾性です。
弾性とは、「力を加えると変形し、力を取り除くと変形が無くなる性質」です。線形とは、荷重と変位が比例関係にある状態です。弾性と線形、２つが組み合わさった性質が線形弾性と考えてください。弾性、線形の意味は、下記が参考になります。
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線形とは？1分でわかる意味、非線形との違い、線形的な材料、線形
例えば、鋼材を引っ張ると降伏するまでは、荷重と変位の関係が線形弾性です。
線形弾性と非弾性係数との違い
線形弾性と非線形弾性の違いを下記に示します。
線形弾性 ⇒ 荷重と変位が比例関係にあり、弾性の性質をもつこと
非線形弾性 ⇒ 荷重と変位の関係は線形でないが、弾性の性質をもつこと
線形、非線形の意味は、下記が参考になります。
線形とは？1分でわかる意味、非線形との違い、線形的な材料、線形
非線形とは？1分でわかる意味と定義、線形との違い、現象、解析法
線形弾性と弾性定数、フックの法則
線形弾性は、荷重と変位が比例関係です。降伏するまでは、応力ひずみ関係も線形です。下図をみてください。降伏するまでの応力ひずみ曲線の傾きが、弾性定数です。弾性定数は、ヤング係数ともいいます。詳細は、下記が参考になります。
ヤング係数(ヤング率)ってなに？1分でわかるたった1つのポイント
また、弾性状態で、応力とひずみが比例関係になる法則を、フックの法則といいます。詳細は、下記が参考になります。
線形弾性と弾性限界
弾性限界（弾性限度）までは線形弾性ですが、それを超えると耐力は急激に落ちます。下図をみてください。鋼材の応力ひずみ関係です。
まとめ
今回は線形弾性について説明しました。意味が理解頂けたと思います。線形弾性は、荷重と変位が比例関係で、弾性の性質をもつことです。似た用語に、非線形弾性があります。線形の関係はないが、弾性の性質を持ちます。線形、非線形、弾性の意味をよく理解しましょう。下記が参考になります。
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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
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