軸ひずみ度意味計算曲げひずみ違い引張圧縮

この記事の要点

軸ひずみ度とは、軸方向力による部材のひずみを表す値です。

引張・圧縮ひずみ度の違い・曲げひずみ度との比較と計算方法を解説します。

曲げひずみ度と区別して理解することが重要で、軸ひずみ度は部材全断面に均一に分布するのに対し、曲げひずみは中立軸から離れるほど大きくなる。

この記事では、軸ひずみ度とは何か、ひずみ度とどう違うのか、曲げひずみとどう違うのかを整理します。

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軸ひずみ度とは、軸力が作用する部材のひずみです。軸ひずみ度には、引張ひずみ度と圧縮ひずみ度があります。

今回は軸ひずみ度の意味、公式、ひずみとひずみ度、曲げひずみ度との違いについて説明します。

ひずみ・ひずみ度とは？意味・公式（ΔL/L）・単位・応力との関係を解説

垂直ひずみ（度）とは？計算式ε=ΔL/Lと応力・ヤング率との関係

軸ひずみ度とは？

軸ひずみ度とは、軸力（軸方向力）が作用する部材のひずみです。下図をみてください。これが軸ひずみ度です。

荷重と変形の関係

軸ひずみ度を、単に「ひずみ」「ひずみ度」といいます。同じ意味と考えてください。軸力（軸方向力）の意味は、下記が参考になります。

軸方向力とは？1分でわかる意味、読み方、軸力との違い、求め方、圧縮

また、軸ひずみ度には

引張ひずみ度

圧縮ひずみ度

があります。引張力によるひずみ度が引張ひずみ度、圧縮力によるひずみ度が圧縮ひずみ度です。

引張、圧縮の意味は下記が参考になります。

引張力と圧縮力の違いとは？符号・強度・記号（σt・σc）を解説

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軸ひずみ度の公式

軸ひずみ度の公式を下記に示します。

ε＝ΔL／L

です。ΔLは軸力による変形量、Lが部材の元の長さです。引張ひずみ度、圧縮ひずみ度共に同じ公式で計算します。

なお、軸ひずみ度の単位は無いです。無次元数です。ひずみの単位は下記が参考になります。

ひずみ・ひずみ度とは？意味・公式（ΔL/L）・単位・応力との関係を解説

軸ひずみ度とひずみ、ひずみ度との違い

軸ひずみ度、ひずみ、ひずみ度など色々な言い方があります。全て同じ意味と考えて良いでしょう。

ひずみ、ひずみ度の意味は、下記が参考になります。

ひずみ・ひずみ度とは？意味・公式（ΔL/L）・単位・応力との関係を解説

垂直ひずみ（度）とは？計算式ε=ΔL/Lと応力・ヤング率との関係

軸ひずみ度と曲げひずみの違い

梁に曲げモーメントが生じる時、下図のように変形します。上側は圧縮力、下側に引張力が作用します。

この力により伸び・縮みが起きます。この伸びまたは縮みと、部材の長さとの比率が曲げモーメントによるひずみ度です。

軸ひずみ度と曲げひずみ度の違い

ε＝Δdx／dx

などで計算します。上式を変形すると、曲げ応力度の式

σ＝M／Z

が導けます。曲げ応力度の式は、下記が参考になります。

梁の曲げ応力度の計算と誘導方法｜公式の意味と建築設計への応用

曲率を表す式とは？たわみの微分方程式との関係をわかりやすく解説

混同しやすい用語

ひずみ（strain）vs ひずみ度（strain intensity）

ひずみは部材の伸び・縮みの量（変形量ΔL）を指し、単位はmmやmで表される物理量である。

ひずみ度はひずみを元の長さで割った無次元量（ε＝ΔL/L）で、構造計算での材料特性（応力-ひずみ関係）の評価に用いる。

軸ひずみ度 vs 曲げひずみ度

軸ひずみ度は軸力（引張・圧縮）によって断面全体に均一に生じるひずみ度であり、断面内で一定値となる。

曲げひずみ度は曲げモーメントによって生じ、中立軸でゼロ・端部（最外縁）で最大となる線形分布を示す点が異なる。

軸ひずみ度を整理した表を示します。

項目	内容	備考
定義	軸力が作用する部材のひずみ度（ε＝ΔL/L）	無次元数・単位なし
種類	引張ひずみ度・圧縮ひずみ度	荷重の方向により区別される
曲げひずみ度との違い	断面全体に一定値（軸）vs 線形分布（曲げ）	曲げは中立軸でゼロ・端部で最大

まとめ

今回は軸ひずみ度について説明しました。軸ひずみ度は、軸力により生じるひずみ度です。

ひずみ、ひずみ度との違い、曲げひずみ度の意味を理解しましょう。下記の記事も併せて参考にしてくださいね。

ひずみ・ひずみ度とは？意味・公式（ΔL/L）・単位・応力との関係を解説

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理解度チェック

軸ひずみ度とは何ですか？

答えを見る

軸力（軸方向力）が作用する部材のひずみです。引張ひずみ度と圧縮ひずみ度があります。

軸ひずみ度の公式と単位は？

答えを見る

ε＝ΔL/Lで求めます（ΔLは軸力による変形量、Lは部材の元の長さ）。単位の無い無次元数です。

軸ひずみ度と曲げひずみ度の違いは？

答えを見る

軸ひずみ度は断面全体に均一に生じますが、曲げひずみ度は中立軸でゼロ・端部（最外縁）で最大となる線形分布を示します。

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営（16年以上）。著書「わかる構造力学」「わかる構造力学（改訂版）」（工学社）。

わかる構造力学わかる構造力学（改訂版）

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