【材料力学】応力の計算方法・例題

材料力学における応力の計算方法と例題についてまとめました。

応力とは

応力とは、物体(固体)に外力が加えたときに「物体内部に生じる断面の単位面積あたりの抵抗力」のことです。
この抵抗力は、作用反作用の法則により外力を与えられたことで生じます。
断面の全面積に加わる抵抗力のことを「内力」といいます。
応力が大きくなるほど、物体内部に大きな負荷がかかるため物体は破損しやすくなります。

ちなみに、物体が液体もしくは気体の場合は「圧力」となります。

応力の計算式

物体の断面積をA[mm^2]、外力をP[N]とするとき応力\sigma [N/mm^2]は次式で計算できます。

(1) \begin{eqnarray*} \sigma = \frac{P}{A} \end{eqnarray*}

計算例(例題)

物体の断面積が100[mm^2]、外力(引張力)を100[N]のとき、応力\sigma

(2) \begin{eqnarray*} \sigma = \frac{P}{A}=\frac{100}{100}=1 \end{eqnarray*}

となります。
このように、外力が引張力の場合の応力は、「引張応力」といいます。

ただし、現実には外力・内力は一様に加わらないケースが大半なので、応力を簡単に求めることができません。

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