剛性率

剛性率(ごうせいりつ)は弾性率の一種で、せん断力による変形のしにくさをきめる物性値である。せん断弾性係数せん断弾性率)、ずれ弾性係数ずれ弾性率)、横弾性係数ラメの第二定数ともよばれる。剛性率は通常Gで表され、せん断応力とせん断ひずみの比で定義される。

せん断ひずみ

ここで

= せん断応力
: せん断力
: 部材の断面積
= せん断ひずみ
: せん断変形量
: 部材の長さ

ヤング率が材料の引張り試験で容易に測定できるのに比べ、純せん断状態を作るのは難しいため直接測定しにくい値である。

等方性材料異方性のない材料)では、ヤング率およびポアソン比との間に次の関係がある。

: ヤング率
: ポアソン比

いくつかの材料のヤング率・剛性率・ポアソン比を下表に示す。

材質ヤング率
(GPa)
剛性率
(GPa)
ポアソン比
鉄鋼 201-21678-840.28-0.30
黄銅(C2600) 110410.35
ゴム(弾性ゴム) 0.0015-0.0050.0005-0.00150.46-0.49

弾性率の相関関係

等方均質弾性体では、ヤング率ポアソン比体積弾性率、剛性率、ラメの第一定数の五つの弾性率はそれぞれ、二つを用いて残りの三つを表すことができる。

関連項目


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