【3分で解説】垂直応力とは?記号・単位・求め方を簡単解説

サムネ【垂直応力とは】

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今回の記事では『垂直応力』について3分で要点を押さえましょう。

材料力学を学ぶ上で『応力』という考え方が分からないと始まりません。

応力の単位って何?」とか「応力の計算方法が分からない」というような人はぜひ読んでみてください。

溢れでる涙を抑えられない!!

四月は君の嘘 / 新川直司

全11巻完結

『君は かけがえのない春の中にいる』
胸の奥底から湧き上がる涙を抑えられない、そんな表現がぴったりな至極の青春漫画

ピアノの旋律、揺れ動く感情、一度しかない14歳の青春を天才・新川直司が描いた傑作です。

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【サムネ】オススメ漫画

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垂直応力とは?

垂直応力

応力には『垂直応力』と『せん断応力』の2種類がありますが、ここでは『垂直応力』について解説します。

垂直応力を一言で言うならば、「ある面に対して垂直な向きに働く負荷の、単位面積あたりの大きさ」です。

単純に力の大きさだけでは表現できない、材料に作用する負荷の大きさ(どれだけ材料にとってしんどい状態か)を表現するものです。

応力の大小によって材料の変形量や破壊がおきるかどうかが決まるので、材料力学において基本かつ超重要なものです。

応力は負荷の大きさをはかる物差し
応力は負荷の大きさをはかる物差し

応力を表す記号と単位

応力のことは英語でStress(ストレス)と表現し、特に垂直応力のことをNormal stress(ノーマル ストレス)と言います。

記号はギリシャ文字のσ(シグマ)を使い、単位は一般的に【MPa・メガパスカル】を用います。

応力を求める計算の際に、単位【MPa】を扱うコツを以下の記事で詳しく説明してますので合わせて読んでみてください。

材料力学 応力の単位(MPa)など単位のキホンその2【材力 Vol. 0.2】

応力とひずみの関係

材料が弾性変形する場合、応力とひずみの間にはフックの法則が成り立ちます。

弾性変形とは、負荷(応力)に比例して変形量(ひずみ)が決まり、負荷を取り除くと変形する前の状態に戻るような変形のことです。

この応力とひずみの比例関係のことを『フックの法則』と言い、比例関係なのでとてもシンプルな式で表せます。

フックの法則
フックの法則

応力の求め方

単純な引張・圧縮荷重による垂直応力を求める場合は、引張(圧縮)荷重を材料の断面積で割ることで求めることができます。もう少し正確な言い方をすると、ある面に働く垂直応力は、その面に働く内力(引張力や圧縮力)を断面積で割ることで計算できます。

応力の求め方
応力の求め方

曲げのように特殊な負荷形式の場合は、そう簡単には求まりません。曲げ応力に関しては、以下の記事で超詳しく解説しているのであわせて読んでみてください。

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さらに詳しく関連する内容について学習したい人は以下の記事を読んでみてください。

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