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弾性率とヤング率の違いは?単位・求め方・換算・一覧まとめ

この記事の要点

弾性率とヤング率はどちらも材料の変形しにくさを表す同一の値であり、弾性係数・ヤング係数とも呼ばれる

単位はN/mm2(MPa)またはGPaで表し、σ=Eεの関係式を通じて応力とひずみを結びつける重要な材料定数です。

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弾性率とヤング率に違いは無いです。

両者とも材料の変形のしにくさ(材料のかたさ)を表す値を意味しています。

また、弾性係数やヤング係数ともいいます。

今回は、弾性率とヤング率の違い、単位、換算、求め方、一覧について説明します。

ヤング係数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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弾性率とヤング率の違いは?

弾性率とヤング率の違いは無いです。

つまり、弾性率とヤング率は同じ意味です。

なお、ヤング率の「ヤング」はイギリスの物理学者であるトーマス・ヤングからとっています。

弾性率およびヤング率は、材料の変形のしにくさ(材料のかたさ)を表す値です。

ある材料に応力σ、ひずみεが生じるとき弾性状態において両者の関係は


・σ=Eε


で表せます。上式の通りσとεは比例関係にあります。Eは弾性率、ヤング率でσやεの値に左右されない定数です。弾性率の詳細は下記をご覧ください。

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】

弾性率とヤング率の単位、単位換算は?

弾性率とヤング率の単位は「n/mm2、Mpa、Gpa」等を用います。Gpa、Mpa、n/mm2の単位換算は下記の通りです。


・1Gpa=1000Mpa

・1Gpa=1000n/mm2

・1Mpa=0.001Gpa

・1MPa=1N/mm2


弾性率の単位の詳細は下記をご覧ください。

弾性率の単位|GPa・MPa・N/mm²の換算とヤング率との違い

弾性率とヤング率の求め方は?

弾性率とヤング率の求め方を下記に示します。下式の通り、応力σの値をひずみεで割り算すると弾性率、ヤング率が算定できます。


・E=σ/ε

弾性率とヤング率の一覧は?

弾性率とヤング率の一覧を下記に示します。


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)

混同しやすい用語

「弾性率」と「ヤング率」

弾性率は応力とひずみの比を表す係数の広い呼称。

引張・圧縮の弾性率はヤング率と同義で使われることが多い。

「縦弾性係数」と「横弾性係数」

縦弾性係数(ヤング率E)は引張・圧縮方向の弾性係数。

横弾性係数(せん断弾性率G)はせん断方向の弾性係数で、E=2(1+ν)Gの関係がある。

まとめ

今回は、弾性率とヤング率の違いについて説明しました。弾性率とヤング率の違いは無いです。弾性率とヤング率は両者とも材料の変形のしにくさ(材料のかたさ)を表す値です。弾性率、ヤング率の詳細は下記も参考になります。

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】

ヤング率とは?一覧・単位と弾性率・剛性・ひずみとの関係(鉄・アルミ・コンクリート)

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理解度チェック

Q.

弾性率とヤング率に違いはありますか。

答えを見る

違いはなく、同じ意味です。どちらも材料の変形のしにくさ(材料のかたさ)を表す値で、弾性係数・ヤング係数とも呼ばれます。ヤング率の「ヤング」はイギリスの物理学者トーマス・ヤングに由来します。

Q.

弾性率(ヤング率)の求め方と、応力・ひずみとの関係式を答えてください。

答えを見る

弾性状態では応力σとひずみεが比例し、σ=Eε で表されます。Eが弾性率(ヤング率)で、σ・εの値に左右されない定数です。求め方は E=σ/ε(応力をひずみで割る)です。

Q.

縦弾性係数と横弾性係数の違いと関係を説明してください。

答えを見る

縦弾性係数(ヤング率E)は引張・圧縮方向の弾性係数、横弾性係数(せん断弾性率G)はせん断方向の弾性係数です。両者には E=2(1+ν)G(νはポアソン比)の関係があります。

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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