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ヤング率が大きいとは?1分でわかる意味、かたさとの関係、材料

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ヤング率が大きいとは「かたい、変形しにくい」ことを意味します。部材のかたさ(剛性)はヤング率、断面二次モーメント(断面の形状)に比例し、部材の長さに反比例します。


よってヤング率が大きいほど部材は「外力に対して変形しにくい」といえます。今回は「ヤング率が大きい」の意味、かたさとの関係、ヤング率の大きい(高い)材料について説明します。


ヤング率、断面二次モーメントの意味は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

断面二次モーメントとは?1分でわかる意味、計算式、h形鋼、公式、たわみとの関係

ヤング率が大きいとは?かたさとの関係

ヤング率が大きいとは「かたい、変形しにくい、伸びにくい」ことを意味します。逆にヤング率が小さいと「柔らかい、伸びやすい」です。


例えば、鋼材はヤング率の大きな材料です。一方、輪ゴムはヤング率の小さな材料です。


下図をみてください。ヤング率が大きい部材、小さい部材を用意しました。同じ力で引張ると、ヤング率の小さい部材は「伸び」の変形が大きく、


ヤング率の大きな部材は「変形が小さく」なっています。


ヤング率が大きい


部材のかたさ(剛性)は、ヤング率と断面二次モーメント(又は断面積)に比例し、部材の長さに反比例します。


つまりヤング率が大きいほど、よりかたい材料になるのです。ヤング率の詳細は下記も参考になります。

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


ヤング率の大きな材料は「引っ張る」だけでなく「曲げる」「圧縮する」という力に対しても変形が小さくなります。詳細は下記などが参考になります。

剛性ってなに?剛性の算定と、軸方向応力、ポアソン比、ひずみの関係

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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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ヤング率の大きい(高い)材料

下表をご覧ください。建築物の構造部材に使う材料を「ヤング率の大きい順」に並べました。


材料 ヤング係数
鋼材 205000
コンクリート 22600(FC=24)
7000~12000
アルミ 7000(鋼の1/3程度)

上表のようにヤング率は鋼材が最も高く、続いてコンクリートの順です。ただし、コンクリートのヤング率は設計基準強度Fcの値によります。


Fcが大きいほどヤング率も大きくなります(上限あり)。コンクリートのヤング率は下記が参考になります。

コンクリートのヤング係数は?3分でわかる意味と求め方、計算、fc24、fc30、圧縮強度との関係

まとめ

今回はヤング率が大きい、の意味について説明しました。ヤング率が大きいとは「かたい、変形しにくい、伸びにくい」ことを意味します。


逆にヤング率が小さい材料は「柔らかい、変形しやすい、伸びやすい」のです。ヤング率の意味、各材料のヤング率など下記も参考になります。

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

コンクリートのヤング係数は?3分でわかる意味と求め方、計算、fc24、fc30、圧縮強度との関係

鋼材のヤング係数は?1分でわかる値、Mpa、kN/㎡の値、ss400との関係

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