技術資料

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構造解析用語
曲げ応力 (bending stress)

物体が外部から力やモーメントを受けた場合、物体内部には抵抗しようとする内力が生じ、この内力の単位面積当たりの大きさを応力(stress)といいます。応力は、いつかに区分されますが、一つ目は応力が作用する物体の面に応力が垂直かどうかによって垂直応力(normal stress)とせん断応力(shear stress)で区分します。二つ目は、垂直応力の中で、物体を圧縮する方向か、あるいは引っ張られる方向かによって圧縮応力 (compression stress) または引張応力(tensile stress)で区分します。最後に、外部から加えられる力の類型による区分で、曲げモーメント(bending moment)により物体内部に発生する応力を曲げ応力(bending stress),ねじりモーメント(torsion moment)による応力をねじり応力(torsion stress),二つの物体の接触により物体内部に生じる応力を接触応力(contact stress)などで区分します。

四角の断面を持つ長い木の角材を曲げると、角材は曲げモーメントを受け、その結果角材は長方の直線ではなく、一定の半径で曲がることになります。そして、角材の内部には曲げ応力が生じますが、この曲げ応力は角材の断面に対して垂直方向なので垂直応力に当たります。そして、角材の断面を中立面(neutral plane)を中心として内側と外側領域で分けると、内側領域では曲げ応力が引張応力となり、外側領域では曲げ応力が圧縮応力となります。

中立面は角材が曲がっても長方に伸びることも縮むこともしない面であるため、曲げ応力が全く生じません。そして、角材断面での曲げ応力の大きさは、中立面から垂直距離に比例して増加します。言い換えれば、角材が曲がる内側面で最大圧縮曲げ応力が、外側面で最大引張曲げ応力が生じます。

 
 
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