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せん断ひずみの単位は？1分でわかる意味、ひずみ、せん断応力の単位との関係

この記事の要点

せん断ひずみは無次元量（単位なし）で、せん断変形量δを元の高さhで除した比（δ/h）で定義されます。

せん断応力（単位：N/mm²）とは異なり、ひずみ自体は角度を意味するため便宜上ラジアンで表すこともあります。

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せん断ひずみは無次元量です。よって単位がありません。せん断変形δ（mm）を、物の元の高さｈ（mm）で除した値です。δ÷ｈを計算すると、単位が打ち消しあって無くなりますね。せん断ひずみに物理的な単位は無いですが、角度を意味するラジアンを使うこともあります。せん断ひずみ、せん断変形の意味は、下記が参考になります。

せん断ひずみとは？1分でわかる意味、式と求め方、記号、γ、ねじりとの関係

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せん断ひずみの単位は？

せん断ひずみに、物理的な単位は無いです。単位の無い量を、無次元量といいます。無次元量の意味は、下記が参考になります。

無次元数とは？1分でわかる意味、単位、種類、無次元量との違い


せん断ひずみの求め方を、下記に示します。


せん断ひずみ＝せん断変形（mm）÷物の元の高さ（mm）


せん断変形と、物の元の高さの単位に注目してください。単位が同じなので、割ると単位が無くなりますね。これが無次元量です。無次元量の意味は、下記が参考になります。

無次元数とは？1分でわかる意味、単位、種類、無次元量との違い

せん断ひずみの単位、せん断ひずみの関係

せん断ひずみに、物理的な単位は無いです。ただし、角度を表す「ラジアン」などの単位を便宜上与えることがあります。下図をみてください。γがせん断ひずみです。γが微小な場合tanγ≒γです。よって、γは角度を意味します。

せん断ひずみの単位と、せん断ひずみ

角度の計算とラジアンの関係は、下記も参考になります。

傾斜の計算とは？1分でわかる意味、勾配の高さ、長さ、角度の計算

せん断応力の単位、せん断ひずみの単位との関係

せん断応力の単位は、


ｋN

N


を使います。せん断応力の単位、せん断応力の意味は、下記が参考になります。

せん断応力とは？1分でわかる意味、公式と計算法、記号、平均せん断応力

応力の単位は？1分でわかる換算、種類、読み方、n、mpa、n/m の使い方


せん断応力をτ、せん断ひずみをγとするとき、両者にはフックの法則が成立します。下記に示します。


τ＝Gγ


Gを横弾性係数といいます。せん断ひずみとせん断応力の関係を利用して、上式の値を求めます。詳細は、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

混同しやすい用語

せん断ひずみ（γ）

せん断力による変形量δを元の高さhで除した無次元量。物体が平行四辺形に変形する角度を表す。

せん断応力度（τ）とは異なり、単位が無く（またはrad）、「変形の程度」を表す量である。

せん断応力度（τ）

単位断面積あたりに生じるせん断力の強さ。N/mm²（またはkN/m²）の単位を持つ。

せん断ひずみとはフックの法則（τ=Gγ）で関連付けられており、せん断弾性係数Gを通じて変換できる。

試験での問われ方｜管理人の一言

建築士試験ではせん断ひずみとせん断応力度の単位の違い、およびフックの法則（τ=Gγ）が問われます。

「ひずみ系は無次元、応力系はN/mm²」と覚えると、単位に関する問題を素早く解けます。

まとめ

今回はせん断ひずみの単位について説明しました。意味が理解頂けたと思います。せん断ひずみは無次元量なので、物理的な単位は無いです。ただし、せん断ひずみは角度を意味するため、便宜上、ラジアンの単位を与えます。せん断ひずみの意味も併せて勉強しましょう。

せん断ひずみとは？1分でわかる意味、式と求め方、記号、γ、ねじりとの関係

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意味を読んで終わりにせず、実際に理解できているかチェックしてみましょう。

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