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ねじり剛性とは?1分でわかる意味、剛性との違い、計算方法

ねじり剛性とは、ねじりに対するかたさを表す値です。サンブナンのねじり剛性ともいいます。今回はねじり剛性の意味、剛性との違い、計算方法について説明します。似た用語に、ねじりモーメント、トルクがあります。また、鉄骨部材のねじり曲げの意味など、詳細は下記の記事も参考になります。

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ねじり剛性とは?

ねじり剛性とは、ねじりに対する部材の固さを意味します。下図をみてください。棒に矢印方向のモーメントを作用させています。

ねじり剛性

棒の「ねじり易さ」は、棒の材質や形状で変わります。木の棒と、鉄の棒では、ねじるときの抵抗性が違うわけです。この抵抗性が「ねじり剛性」を意味します。


詳しくは後述しますが、ねじり剛性は材料のせん断弾性係数、「サン・ブナンのねじり定数」が関係します。材料のせん断弾性係数は下記が参考になります。

横弾性係数の基礎知識と、縦弾性係数との関係


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


ねじりを作用させるモーメントを、ねじりモーメント、トルクといいます。詳細は下記が参考になります。

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トルクの単位は?1分でわかる意味、読み方、荷重の換算

ねじり剛性と剛性の違い

ねじり剛性と剛性の違いを、下記に整理します。


ねじり剛性 ⇒ ねじりに対する固さ表す

剛性 ⇒ 物の固さを表す


剛性の種類の1つとして、ねじり剛性があると考えてください。その他、曲げ剛性やせん断剛性、軸剛性があります。詳細は、下記が参考になります。

曲げ剛性の基礎知識、1分でわかる意味と計算方法

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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


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

ねじり剛性の計算方法

ねじり剛性の計算式を下記に示します。


K=GJ


Kがねじり剛性、Gは材料のせん断弾性係数、Jがサン・ブナンのねじり定数です。サンブナンのねじり定数は、部材の断面形状に影響する値と考えてください。例えば、円(丸棒)のねじり定数Jは、


J=πd^4/32


で算定します。

まとめ

今回はねじり剛性について説明しました。意味が理解頂けたと思います。ねじり剛性は、ねじりに対する抵抗性です。剛性の種類の1つと考えてください。その他、軸剛性、曲げ剛性、せん断剛性などがあります。剛性の意味、サンブナンのねじり定数の誘導は、下記の記事が参考になります。

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

ねじりとは?1分でわかる意味、応力、ねじり剛性、計算方法、丸棒との関係


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