主な違い - 強度と剛性
強度と剛性は、材料の 2 つの物理的特性です。どちらの用語も素材の強度を表していますが、定義が異なります。強度とは、物体や物質が大きな力や圧力に耐える能力です。剛性は、オブジェクトの剛性 (加えられた力に応じて変形に抵抗する程度) です。したがって、同じ意味で使用されますが、強度と剛性には違いがあります。強度と剛性の主な違いは、強度はオブジェクトが壊れることなく応力に耐える能力であるのに対し、剛性は応力が加えられたときにオブジェクトが変形に抵抗する能力であるということです。
対象となる主な分野
1.強みとは
– 定義、さまざまなタイプ、変形
2.剛性とは
– 定義、さまざまなタイプ、式
3.強度と剛性の違いは何ですか
– 主な相違点の比較
重要な用語:疲労強度、衝撃強度、剛性、強度、引張強度、降伏強度
強さとは
物質の強度とは、その物質が大きな力や圧力に耐えても壊れたり塑性変形したりしない能力です。塑性変形は、持続的な力の作用下で破壊することなく、固体の形状が永久に変形または変化することです。したがって、強度という用語は、物質が物理的な障害なしに力を支える能力を表します。
強さを表す用語はいくつかあります。これらの用語はすべて、物質の特定の物理的性質を説明しています。これらの用語の一部を以下に示します。
- 衝撃の強さ – 突然加えられた力に耐える物質の能力
- 引張強度 – 物質が引き伸ばされたり破損したりせずに耐えられる最大応力
- 耐力 – 物質を永久変形させるために必要な最小応力
- 疲労強度 – 材料が特定のサイクル数の間、壊れることなく耐えることができる最大の応力。これは持久力とも呼ばれます。
延性物質、脆性物質、弾性物質など種類があり、物質の種類によって強度が異なります。たとえば、脆性物質の強度は、加えられた応力に破損することなく耐える物質の能力であり、延性物質の強度は、塑性変形することなく加えられた応力に耐えるその物質の能力です。
図 1:延性材料の典型的な応力-ひずみ曲線
上の曲線は、延性材料の応力-ひずみ曲線を示しています。延性材料とは、細線を引き抜いても破損しない物質です。降伏強度は、材料をワイヤーに永久に変形させるために必要な最小強度を示します。極限強度は、材料が変形中に耐えることができる最大強度です。
剛性とは
剛性とは、オブジェクトの剛性です。剛性とは、変形に抵抗する能力を指します。機能障害に対する耐性です。剛性は柔軟性の反対です。物質が柔軟であるほど、剛性が低くなります。この用語は、もろい物質は変形を受けないため、主に弾性のある物質に使用されます。
剛性は次のように表すことができます:
K =F / δ
- K は剛性です
- F は適用される力です
- δ は変形です
図 2:曲げられる物質の剛性
剛性は単位 N/m で与えられます。これは、加えられた力の単位が N (ニュートン) で、変形が m (メートル) で与えられるためです。この変形は、多くの場合、長さの変化です。剛性にはいくつかの種類があります。
- 回転剛性 – これは適用されたモーメントを回転で割った値です
- 軸剛性 – これは、張力または圧縮状態にある物体に対して与えられます。
強度と剛性の違い
定義
強さ: 物質の強度とは、その物質が大きな力や圧力に耐え、破損したり塑性変形したりする能力です。
剛性: 剛性は、オブジェクトの剛性です。
能力
強さ: 強度とは、オブジェクトが破損や塑性変形することなく応力に耐える能力を表します。
剛性: 剛性は、応力が加えられたときにオブジェクトが変形に抵抗する能力を表します。
失敗
強さ: 強度は、物質の物理的な故障に関連しています。
剛性: 剛性は、物質の機能不全に関連しています。
物質
強さ: 強度は、弾性のある物質と脆い物質の両方に関連しています。
剛性: 剛性は主に弾性体に適用されます。
さまざまなタイプ
強さ: さまざまな種類の強度には、衝撃強度、引張強度、疲労強度、降伏強度などがあります。
剛性: さまざまなタイプの剛性には、回転剛性と軸剛性が含まれます。
結論
強度と剛性は、物質の 2 つの物理的特性です。強度と剛性の主な違いは、強度はオブジェクトが壊れることなく応力に耐える能力であるのに対し、剛性は応力が加えられたときにオブジェクトが変形に抵抗する能力であるということです。
参照:
1.「素材の強さ」。ウィキペディア、ウィキメディア財団、2018 年 1 月 13 日、こちらから入手可能。
2. 「物性試験：引張強度、曲げ強度、衝撃」
3. ELTEK International Laboratories、こちらから入手可能。剛性。エンジニアリング ツール ボックスはこちらから入手できます。
画像提供:
1. Ootsuka02 による「ビーム剛性」 – Commons Wikimedia 経由の自作 (CC BY-SA 3.0)
2. 「Stress Strain Ductile Material」By Breakdown – Commons Wikimedia による自身の作品 (CC BY-SA 3.0)
