剛性

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剛性 k=F/δ

剛性(ごうせい、英語:stiffness)とは、曲げやねじりのに対する、寸法変化(変形)のしづらさの度合いのこと。力に対して変形が小さい時は剛性が高い(大きい)、変形が大きい時は剛性が低い(小さい)という。工学的には単位変形を起こすのに必要な力(荷重/変形量)で表される。剛性とは逆の変形のしやすさの度合い(変形量/荷重)は柔性(じゅうせい)と呼ばれる。

概要[編集]

金属、木材など、一定の厚みのある材料については、一般に剛性という言葉が使われるが、シート、フィルムなど薄い材料では、英語のスティフネス(stiffness)、強さ(こわさ)などの言い方も用いられる。

材料の面からいえば、ヤング率などの弾性率いわゆるEが大きい材料を使うことによって剛性は高くなる。同じ材料であれば、板厚を厚くしたり、断面H型やI型あるいは中空丸棒など、断面二次モーメントいわゆるIを大きくすることで剛性は高くなる。工学的には、剛性は、「ヤング率」×「断面二次モーメント」で表すことができる。また、自動車におけるプレス加工のように、応力が単純な平面ではなく、複雑な曲面に負荷される部材の立体的形状によっても剛性は変化する。合成樹脂のフィルムでは、同じ素材を使って同じ厚さに加工しても、延伸の程度や、核剤フィラー分子量の高低や、添加剤の有無によっても、物性が異なり当然ヤング率が異なるため、剛性は変化する。

参考文献[編集]

関連項目[編集]