応力とひずみ

応力

物体に発生している単位面積（1 mm²）当たりに作用する力を「応力」といいます。
例えば引っ張られた棒の中では、元の形に戻そうとする力（力の大きさは引っ張る力と同じ）が働いています。引っ張る力がなくなると、棒は元の形に戻ります。
この反発する力を断面積で割った値（単位面積当たりを換算した値）を「応力」といい、σ（シグマ）で表します。
そして、外から引っ張る力をP（N）、断面積をa（mm²）とした場合、応力は以下の式で求めることができます。

σ（応力）=P（引っ張る力）/a（断面積）

例えば、断面積が10 mm²の棒を500Nの力で引っ張ったときに発生する応力は、

500 N/10 mm²=50 N/mm²ということになります。

断面積が半分の5 mm²になれば同じ力で引っ張ったとしても、

500 N/5 mm²=100N/mm²となり、引っ張る力は同じでも応力は倍になります。

ひずみ

物体に引っ張る・押すなどの力を加えると応力が発生し、物体は変形します。
例えば、物体を引っ張ると、引っ張った方向に延びます。このとき、元の形状から延びた量を変形量、変形した割合を「ひずみ」といいます。
ここで、物体の元の長さをL、変形量をλ、ひずみはεとします。

力が加わって変形した物体の全体の長さは

• 引っ張った場合は L+λ
• 押した場合は L-λ

になり、どちらもひずみは

　ε（ひずみ）=λ（変形量）/L（元の長さ）

で求めることができます。

ひずみは変化率なので単位はありません。
また、物体のひずみは「ポアソン比率」という値でも、表すことができます。

• データロガーの商品情報はこちら
• PDFで詳しく見る