横弾性係数って何？縦弾性係数とは何が違うの？どうやって求めるの？
このようなことをサクッと簡単に解説していきますので、こんな疑問を持っている人はぜひ読んでみてください。
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横弾性係数とは？
横弾性係数とは、材質によって決まる変形のしにくさ（剛性）を表す材質パラメータの一つで、せん断変形やねじり変形のしにくさを表します。
横弾性係数が大きい材料ほど、同じ負荷でもせん断変形やねじり変形が小さくなり、変形しにくくなります。
横弾性係数を表す記号はGで、単位は一般的に【GPa・ギガパスカル】を使います。
この通り、横弾性係数Gはせん断変形における変形のしにくさを表します。
弾性変形の範囲内ではせん断応力τとせん断ひずみγには比例関係があり、この比例定数が横弾性係数Gです。なので、下図のように、せん断変形版の『フックの法則』の式が得られます。
似たようなもので縦弾性係数Eというものがありますよね。これは別名ヤング率と呼ばれるものです。
一体、横弾性係数と縦弾性係数は何が違うのか？
簡単に言うと、この２つは表現する変形の種類が異なります。
横弾性係数は上記の通り、せん断変形の変形のしにくさに関するものですが、縦弾性係数Eは引張圧縮変形の変形のしにくさを表しており、弾性変形の範囲において引張応力σと垂直ひずみεの関係をつなぐ役割を果たしており、これを『フックの法則』と呼んでいました。
横弾性係数Gは、もちろん実験によって求めることもできますが、ヤング率Eとポアソン比νを使って計算することもできます。
この３つ（横弾性係数G、ヤング率E、ポアソン比ν）はすべて材質で決まるパラメータなので、お互いに一定の関係性を持ちます。
すなわち、この３つの関係は G=E/2(1+ν) という式で表せます。
式を見て分かる通り、横弾性係数Gはヤング率Eの半分以下になります。
例えば鉄鋼材料（炭素鋼）の場合、およそヤング率E=206 GPa、ポアソン比ν=0.3なので、横弾性係数G=79 GPaとなります。
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