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引張荷重とは?1分でわかる意味、読み方、単位、例、伸びの計算、ボルトとせん断荷重の関係

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引張荷重(ひっぱりかじゅう)とは、物や部材に対して引張方向に作用する荷重です。運動会の綱引きで「綱を引張った」ことがあると思います。あの引っ張る力が「引張荷重」です。引張荷重が作用する部材は「伸びる」変形が生じます。輪ゴムを引張ると伸びますよね。今回は引張荷重の意味、読み方、単位、例、伸びの計算、ボルトとせん断荷重との関係について説明します。引張、圧縮荷重の意味など下記も参考になります。

引張、圧縮とは?1分でわかる意味、違い、符号、強度の関係

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引張荷重とは?

引張荷重(ひっぱりかじゅう)とは、物や部材を引張る力です。下図をみてください。これが引張荷重です。


図 引張荷重


逆に物や部材を「押す力」を「圧縮荷重(あっしゅくかじゅう)」といいます。圧縮荷重の詳細は下記をご覧ください。

圧縮荷重とは?1分でわかる意味、変位の計算、例、単位、引張荷重との違い


当然のことですが、輪ゴムを引張ると伸びます。これは輪ゴムに「引張荷重」が作用しているからです。では鉛筆の両端を持って引張ってください。鉛筆には「何も起きていない」ように見えます。


しかし、実際には微小の伸び(変形)が生じています。鉛筆は輪ゴムより固いので、引張荷重が作用しても変形しないように見えるだけです。引張荷重と伸びの関係は下記が参考になります。

材料の伸びとは?1分でわかる意味、定義、計算、必要性、絞りとの関係

引張荷重の読み方

引張荷重は「ひっぱりかじゅう」と読みます。関係用語の読み方を下記に示します。


引張強さ ⇒ ひっぱりづよさ

圧縮荷重 ⇒ あっしゅくかじゅう


圧縮荷重の詳細は下記をご覧ください。

圧縮荷重とは?1分でわかる意味、変位の計算、例、単位、引張荷重との違い

引張荷重の単位

引張荷重の単位はkNやNを用います。荷重の単位は下記が参考になります。

荷重の単位とは?1分でわかる意味、種類、換算、ニュートン、nとの関係

引張荷重の例

引張荷重の例を下記に示します。


運動会の綱引きで、綱を引張る力

輪ゴムを引張るときの力


上記のように「物を引張る力」が引張荷重です。生活の中でも物を引張る動作をすることは多いので身近に感じられるでしょう。

引張荷重による伸びの計算

部材に引張荷重Pが作用するとき、部材の長さLは伸びにより「L+δ」となります。伸び(変形量)δを算定する式を下記に示します。


δ=PL/EA


Aは断面積、Eはヤング係数です。計算の詳細は下記も参考になります。

材料の伸びとは?1分でわかる意味、定義、計算、必要性、絞りとの関係

引張荷重の作用するボルトとせん断荷重との関係

高力ボルトに引張荷重とせん断荷重が作用する時、高力ボルトの許容応力度は低下します。下図をみてください。せん断荷重だけ作用するよりも、引張荷重+せん断荷重の作用するボルトの方が弱そうですよね。


図 引張荷重とせん断荷重の関係


具体的な計算方法は下記の書籍などが参考になります。


まとめ

今回は引張荷重について説明しました。引張荷重とは物や部材を引張る力です。生活の中でも物を引張ることがあるので身近に感じると思います。引張荷重が作用する物には「伸び」が生じます。引張荷重と伸びの計算も理解しましょうね。下記も併せて勉強しましょう。

引張、圧縮とは?1分でわかる意味、違い、符号、強度の関係

圧縮荷重とは?1分でわかる意味、変位の計算、例、単位、引張荷重との違い

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