今回は『ひずみ』、特に『垂直ひずみ』についてサクッと解説したいと思います。
ひずみって何？単位とか求め方を知りたい！応力との関係は？っていう人は、ぜひ読んでみてください。すぐ読み終わります。
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ひずみとは？
ひずみとは、材料の変形量の大きさを表す指標ですが、絶対量ではなく変化の割合を表していることに注意しましょう。
ひずみには『垂直ひずみ』と『せん断ひずみ』の２種類があります。『垂直ひずみ』とは伸びたり縮んだりするような変形のことで、『せん断ひずみ』は四角い形状のものが角度が歪んで形状が変わるような変形のことです。
ひずみは割合なので単位はなく、数値だけで意味が通じます。あるいは（%）をつけることもあります。ひずみ0.1は10%と同じ意味になります。また、με（マイクロストレインと読む）という単位を便宜上使うこともあります。μというのは10-6を表すものなので、ひずみ0.000001は1μεになります。
整理すると、下表のようになります。（単位なし）と（％）と（με）の表記でそれぞれ横に並んでいるもの同士がおなじひずみ量を表します。たとえば、ひずみ0.01＝1%＝10000μεという訳です。ちなみに、垂直ひずみの記号はε（イプシロン）を使います。
ひずみは上で説明した通り、伸びたり縮んだりする変形の割合、つまり『元の長さに対してどれだけ伸びたか』を表します。なので、（長さの変形量）を（元の長さ）で割ることで垂直ひずみを求めることができます。
たとえば、100mmの長さの棒が変形して110mmになったとしたら、（伸び）の10mmを（元の長さ）100mmで割って、ひずみは0.1（もしくは10%）ということになります。
上で説明した通り、（ひずみ）＝（変形量）÷（元の長さ）の式はひずみの定義に基づいたものなので“常に”成り立ちます。
一方で、ひずみには加えた応力との間にも一定の関係性があります。それがご存知『フックの法則』な訳です。これを使えば加えた応力を元にひずみを求めることができます。
しかし、こちらはさきほどの定義の話と違って使える場面が限られます。
なぜなら『フックの法則』は弾性変形範囲でのみ成り立つものだからです。なので、材料が塑性変形してしまってはもはやフックの法則が成り立たず、これを使ってひずみを計算することはできません。
この辺りのことは以下の記事で詳しく書いていますので、気になる人はぜひ合わせて読んでみてください。
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