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アルミのヤング率は70000N/mm²?MPa換算・温度影響・一覧を解説

この記事の要点

アルミのヤング率は約70000N/mm2(70GPa)で、鋼のヤング率(約206GPa)の1/3程度です。

ヤング率は材料の変形しにくさを示し、アルミは鋼より3倍変形しやすいと言えます。

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アルミのヤング率は約70000n/mm2、70000Mpaです。

鋼のヤング率が約206000n/mm2なので、アルミのヤング率は鋼の概ね1/3の値です。

ヤング率は材料そのもののかたさを表します。

つまり、アルミは鋼よりも3倍柔らかいと言えます。

今回は、アルミのヤング率、n/mm2、mpaの値と換算、ヤング率の一覧、温度による影響について説明します。

ヤング率の詳細は下記が参考になります。

ヤング係数(弾性係数)とは?求め方と公式、単位、材料ごとの値【図解】

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アルミのヤング率は?

アルミのヤング率は約70000n/mm2、70000Mpa、70Gpaです。鋼のヤング率は約206000n/mm2なので、アルミのヤング率は鋼の概ね1/3です。ヤング率は材料そのもののかたさ(材料の変形のしにくさ)を表すので


・アルミは鋼よりも3倍柔らかい(変形しやすい)


といえます。よって、アルミを建築物の構造部材に用いる際は、鋼よりも約3倍程度の断面性能を持たせないと、部材として同等の剛性が確保できない点に注意します。ヤング率、剛性の詳細は下記が参考になります。

ヤング係数(弾性係数)とは?求め方と公式、単位、材料ごとの値【図解】

剛性とは?変形しにくさの意味・強度との違い・計算式・単位を解説

アルミのヤング率とn/mm2、mpaの値と換算

アルミのヤング率の値と換算を下記に示します。


・70000n/mm2=70000Mpa

・70000Mpa=70Gpa


ヤング率の単位は下記をご覧ください。

ヤング率の単位は?1分でわかる単位、意味、読み方、MPa、kgf/mm2との関係

ヤング率の一覧は?

アルミの他、鋼、鉄筋コンクリート、木のヤング率の一覧を下表に示します。


材料 ヤング係数
鋼材 205000
コンクリート 3.35 × 104 × ( γ / 24 )2 × ( Fc / 60 )1/3
7000~12000
アルミ 70000(鋼の1/3程度)

アルミの温度による影響は?

アルミは温度による影響を受けやすい材料です。材料は温度変化により伸縮するため、構造部材に使用する場合は、温度変化による応力、ひずみが生じます。温度変化による伸縮の影響は線膨張係数により判断され、アルミ、鋼の線膨張係数は


・アルミの線膨張係数 ⇒ 概ね2.4×10-5(1/℃)

・鋼の線膨張係数 ⇒ 1.2×10-5


です。上記より、アルミは温度変化の影響が鋼よりも2倍も大きいため、この影響を考慮した設計が求められます。アルミの温度による影響は下記も参考になります。

アルミの線膨張係数とは?値・計算式と鉄・コンクリートとの違い(一覧表)

混同しやすい用語

ヤング率(縦弾性係数)

引張・圧縮方向の変形しにくさを表す定数。

E=σ/εで定義される縦弾性係数のこと。

弾性率

変形しにくさを表す定数の総称。

ヤング率(縦弾性係数)のほか、せん断弾性率(横弾性係数)なども含む。

まとめ

今回は、アルミのヤング率について説明しました。

アルミのヤング率は約70000n/mm2、70000Mpa、70Gpaです。

鋼のヤング率は約206Gpaなので、アルミのヤング率は鋼のヤング率の1/3程度ですね。

ヤング率の詳細は下記が参考になります。

ヤング係数(弾性係数)とは?求め方と公式、単位、材料ごとの値【図解】

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理解度チェック

Q.

アルミのヤング率はいくらで、鋼と比べてどうか説明してください。

答えを見る

アルミのヤング率は約70,000N/mm2(70,000MPa、70GPa)です。鋼のヤング率は約206,000N/mm2(約206GPa)なので、アルミは鋼の概ね1/3で、約3倍柔らかい(変形しやすい)といえます。

Q.

アルミを構造部材に用いる際、剛性確保のうえで注意すべき点を説明してください。

答えを見る

アルミは鋼の約1/3のヤング率しかないため、構造部材に用いる際は鋼よりも約3倍程度の断面性能を持たせないと、部材として同等の剛性を確保できない点に注意します。

Q.

アルミと鋼の線膨張係数を比べ、設計上の注意点を説明してください。

答えを見る

アルミの線膨張係数は概ね2.4×10-5(1/℃)、鋼は1.2×10-5です。アルミは温度変化の影響が鋼よりも2倍大きいため、温度変化による応力・ひずみを考慮した設計が求められます。

ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

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