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弾性材料について

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建築学科にいる人ならば、弾性、塑性という言葉は聞いたことがあると思います。この概念は、構造設計や耐震設計において重要ですから、理解しておきましょう。


さて、弾性の定義として


「ある一定の範囲内で力を加えると変形するが、力を取り除くと元の形に戻る。このような現象を弾性と呼ぶ」です。また、このような性質を持つ材料を弾性体と呼んでいます。


例えば、ゴムをイメージしてください。輪ゴムに力を入れると変形はしますが、力を抜くと元の形に戻りますよね?この性質が弾性なのです。


弾性について


さて、ゴムなどのような高分子材料等は図のように、応力ひずみ曲線が非線形性であっても応力とひずみの関係が1対1で、外力を除くとひずみも0に戻ります。


このような性質を材料的非線形といい、この性質を持つ材料を非線形弾性材料といいます。


材料的非線形


また、ひずみと変位の関係で変形が大きく非線形項が無視できない性質を、「幾何学的非線形」と言います。

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