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ひずみと応力の換算方法は?1分でわかる意味、計算方法

ひずみと応力は互いに関係した値です。ひずみは、部材の変形量に対する、元の長さです。応力は、外力に対して部材内部に生じる力です。今回は、ひずみと応力の換算方法、それぞれの意味、計算方法について説明します。ひずみ、応力のそれぞれの意味は、下記も参考になります。

ひずみとは?1分でわかる意味、公式、単位、計算法、測定法、応力

応力とは?1分でわかる意味と種類、記号、計算法


また、応力とひずみをグラフ化したものを応力ひずみ線図(応力ひずみ曲線)といいます。詳細は、下記が参考になります。

応力ひずみ線図とは?1分でわかる意味、ヤング率と傾き、考察、書き方

ひずみと応力の換算、計算方法は?

ひずみと応力は、互いに関係した値です。ひずみは下式で計算します。


ε=ΔL/L


応力度の計算式は下記の2つです。


σ=Eε

σ=P/A


εはひずみ、ΔLは変形量、Lは部材の元の長さ、Eはヤング係数、σは応力度、Pは軸力(軸方向の応力)、Aは面積です。応力、応力度の意味は、下記が参考になります。

応力とは?1分でわかる意味と種類、記号、計算法

応力度の基礎知識、応力度の種類と1分でわかる応力との違い


σ=Eεで表す計算式を、フックの法則といいます。ヤング係数Eは材料固有の値で一定です。ひずみが大きくなるほど応力度も大きいことがわかります。応力度とひずみは比例関係にあります。フックの法則、比例関係の意味は、下記が参考になります。

フックの法則とは?1分でわかる意味、公式、単位、応力、ヤング率の関係

比例関係とは?1分でわかる意味、グラフ、正比例との違い、負比例


上式の通り、応力度とひずみは関係しています。また、応力と応力度の下式の関係です。


P/A=Eε

P=EAε


軸方向の応力は、ヤング係数、部材の断面積、ひずみの積で計算できますね。また、上式をさらに変形し、


P=EAΔL/L


とするとき、「EA/L」の値を剛性といいます。剛性の意味は、下記が参考になります。

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

ひずみの意味

ひずみは、部材の変形量を元の長さで除した値です。下式で計算します。


ε=ΔL÷L


εはひずみ、ΔLは部材の変形量、Lは部材の元の長さです。ひずみの意味は、下記の記事も参考になります。

ひずみとは?1分でわかる意味、公式、単位、計算法、測定法、応力

εとは?1分でわかる意味、読み方、単位、イプシロンとひずみの関係

応力の意味

応力は、外力に対して部材内部に生じる力(内力)です。応力には、軸力、せん断力、曲げモーメントがあります。似た用語に応力度があります。応力と意味が違うので注意してください。応力、応力度の意味は、下記が参考になります。

応力とは?1分でわかる意味と種類、記号、計算法

応力度の基礎知識、応力度の種類と1分でわかる応力との違い

まとめ

今回はひずみと応力の換算、計算方法について説明しました。意味が理解頂けたと思います。まずは、ひずみと応力のそれぞれの意味を理解しましょう。計算式を通して、応力とひずみの相互関係を覚えてください。その他、応力と応力度の違いなど勉強してくださいね。下記も参考になります。

応力とは?1分でわかる意味と種類、記号、計算法

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