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ヤング率の公式は?1分でわかる求め方、単位、公式と伸びの関係

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ヤング率Eの公式はE=σ/εです。σは応力度、εはひずみです。さらにε=ΔL/Lで算定します。


ΔLは伸び又は縮み(外力による変形量)、Lは部材の長さです。ヤング率の公式を変形すればσ=Eεが導けます。


この式から、応力度はヤング率およびひずみに比例することがわかります。今回はヤング率の公式と求め方、単位、伸びの関係について説明します。


ヤング率の詳細は下記も参考になります。

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ヤング率の公式は?求め方

ヤング率の公式


E=σ/ε


です。σは部材に生じる応力度、εはひずみです。また、ひずみεは下式で計算します。


ε=ΔL/L


ΔLは伸び又は縮み(外力による変形量)、Lは部材の長さです。ヤング率、ひずみ、応力度の詳細は下記が参考になります。

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ひずみとは?1分でわかる意味、公式、単位、計算法、測定法、応力との関係


応力度σは軸応力度、曲げ応力度、せん断応力度で計算の考え方がやや変わります。詳細は下記が参考になります。

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


ちなみに最も簡単な軸応力度は下記の公式で求めます。


σ=N/A


Nは軸力、Aは部材の断面積です。


実際に公式を用いてヤング率を算定します。長さ10mの部材を10kNの力で引張ったとき、伸びが0.01mでした。


部材の断面積を10c㎡とするとき、部材のヤング率を求めてください。


まずはεとσの値をそれぞれ求めましょう。※単位に注意してください。


σ=N/A=(10×10^3)/(10×10^2 )=10 N/m㎡


よってヤング率は下記です。


E=σ/ε=10/0.001=10000N/m㎡

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記事を書いた人

ハナダユキヒロ/建築学生が学ぶ「構造力学」

難解な構造力学、建築構造の用語を分かりやすく解説する専門家。高等専門学校在学中から建築学生が学ぶ「構造力学」を運営。その後、国立大学大学院⇒組織設計事務所⇒弊サイト運営に従事している。

著書:「わかる構造力学/工学社」、「わかる構造力学 改訂版/工学社」

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ヤング率の公式と単位

ヤング率の単位は


n/mm2、MPa


を使います。ヤング率の単位の詳細は下記をご覧ください。

ヤング率の単位は?1分でわかる単位、意味、読み方、MPa、kgf/mm2との関係

ヤング係数の単位変換は?1分でわかる単位変換、n/mm2との関係

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ヤング率の公式と伸びの関係

ヤング率の公式は「応力度÷ひずみ」です。ひずみの公式は「部材の伸び÷部材の長さ」で計算します。つまり下式のようにヤング率の公式は「伸び」が関係しています。


E=σL/ΔL

まとめ

今回はヤング率の公式について説明しました。ヤング率Eの公式はE=σ/εです。簡単な公式なので暗記しましょう。


また応力度とひずみの求め方も理解してくださいね。下記が参考になります。

ヤング係数ってなに?1分でわかるたった1つのポイント

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

ひずみとは?1分でわかる意味、公式、単位、計算法、測定法、応力との関係

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