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強度と剛性の違いは?1分でわかる違い、相関、靭性との関係

強度と剛性は、全く違う意味です。強度は、「物体がどの程度の力に耐えられるか表す値」で、剛性は「物体の伸び・縮み・ずれ(変形)のしにくさを表す値」です。2つの違いがわかる面白い材料があります。糸です。細い糸でも、重い物を吊るすことができます。一方で、少しの力で「ぐにゃぐにゃ」に変形します。糸は、「強度はあるが剛性の無い」材料といえます。強度と剛性が全く違う指標だとわかるでしょう。


今回は、強度と剛性の違い、相関、靭性との関係について説明します。強度、剛性の意味は、下記が参考になります。

強度とは?1分でわかる意味、単位、種類、応力・剛性とのの違い

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


靭性の意味は、下記が参考になります。

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強度と剛性の違いは?

強度と剛性の違いを、下記に示します。


強度 ⇒ どの程度の力に耐えられるか示す値。強さの度合い。

剛性 ⇒ 変形(伸び、縮み、ずれ)のしにくさを示す値


強度の高い材料は、大きな力に耐えることができます。重い物を吊るしたり支えても、壊れることが無いでしょう。剛性の高い材料は、力を加えても変形が小さいです。下図をみてください。剛性の高い材料を引張るとき、剛性の低い材料に比べて「伸びる量」が少ないですね。

剛性と変形

強度、剛性の意味は、下記も参考になります。

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強度は材料毎に値が変わります。鋼材とコンクリートでは、強度が全く違います。鋼材とコンクリートの強度は、下記が参考になります。

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設計基準強度と品質基準強度の違いと、5分で分かるそれぞれの意味


剛性は材料のヤング係数(弾性係数、弾性定数、ヤング率などという)、断面の形状が関係します。詳細は、下記が参考になります。

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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

強度と剛性の相関

強度の高い材料は、剛性も高いと思いがちです。実際は、強度と剛性に相関は無いです。前述した「糸」は、強度は高いですが剛性の小さな材料です。石は、圧縮強度は高く剛性も高いですが、引張強度は極端に小さいです。


強度が高ければ剛性も高い、と考えないよう注意してください。

強度と剛性、靭性との関係

靭性の意味を、下記に示します。


靭性 ⇒ 材料の粘り強さ。鋼材は粘り強い。反対の意味の用語が脆性。


強度、剛性と同様に、建築物の耐震性に影響する指標です。靭性の意味は、下記も参考になります。

靭性とは?靭性のある材料とは?建物の耐震性との関係

まとめ

今回は強度と剛性について説明しました。違い、相関など理解頂けたと思います。まずは、強度と剛性のそれぞれの意味を理解しましょう。その上で、強度と剛性は意味する内容が全く違うことを覚えてくださいね。「糸」や「石」などの材料を思い出すと良いでしょう。下記も参考になります。

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