技術資料

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構造解析用語
せん断弾性係数 (shear elastic modulus)
長方形の消しゴムの面を机の上に置いて消しゴムの上面を水平方向に指でスライドさせると、長方形の形状を維持できません。即ち、長方形で平行四辺形状に変形されます。指で押す前の消しゴムの各コーナーは直角(90度)であったが、変形された後は2つのコーナーが90度より小さくなり、残りの2つのコーナーが90度よりも大きくなります。

消しゴムの両方の面がなす角度の変化をラジアン(radian、180度=3.14radianに該当)で計算した値をせん断歪み(shear strain)と呼びます。上記の消しゴムの場合、90度から増加した角度と減少した角度の大きさはは同じであるため、せん断歪みの大きさは同じ・記号のみ反対となります。角度が増加した場合を(+)でそして角度が減少した場合を(-)として定義します。

一方、指で消しゴム面を水平に押す総力を指と接触する消しゴムの面積で割った値せん断応力(shear stress)と呼びます。指で押す力が増加するほど消しゴムコーナーの角度の変化も比例的に増加します。このようにせん断歪みとせん断応力との相関関係を示す材料の物性値をせん断弾性係数と呼びます。即ち、せん断応力の大きさは、せん断歪みの大きさにせん断弾性係数を掛けた値と同じです。

参考として、ヤング率(Young's modulus)と呼ばれる弾性係数(elastic modulus)は、物体の長さ方向に垂直歪み(normal strain)と垂直応力(normal stress)との相関関係を示す材料特性(material property)です。そして、せん断弾性係数と弾性係数は、独立した物性値ではなくポアソン比(Poisson‘s ratio)を介して互いに従属的な関係を持ちます。

 
 
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