材料力学の基礎

材料にかかる力
1. 応力
2. ひずみ
応力ーひずみ線図

材料にかかる力

応力

材料の内部に発生する抵抗力。単位は[N/mm²]である。

引張応力：外力が引っ張る方向にかかる場合。
圧縮応力：外力が圧縮方向にかかる場合。

ひずみ

材料が引っ張られて伸びた長さの割合のこと。
ひずみ量は、引張力の場合は伸び、圧縮力の場合は縮みという。

応力ーひずみ線図

材料の引張試験、圧縮試験において得られる応力とひずみの関係曲線。

比例限界

応力とひずみが正比例する限界。

弾性限界

応力とひずみが正比例はしないが、力を除くと元に戻る限界。これを超えると元に戻らなくなる。
実際には、降伏応力(降伏点)と同じと考えてよい。

降伏応力（降伏強さ・降伏点・F値）

鋼材が降伏したときの強度。
鋼材が降伏すると、一時的に耐力が低下し変形だけが進む。
鉄筋の記号でSDXXXのXXXの値。

引張応力（最大応力・引張強さ・引張強度）

鋼材のもつ最大の強度。
最大の応力(荷重)がかかった状態。
鋼材の記号でSNXXXのXXXの値。

破断応力

材料が破断する所。

許容引張応力

運用上、許容される引張応力。
基準強度を安全率で割った値となる。鋼材などでは基準強度として降伏応力(F値)を使用している。
圧力容器においては、比例限界以下の応力で収まるような設計が求められる。JIS規格で材料ごとの引張応力の最小値が規定されており、圧力容器の設計時はこの引張応力の1/4を許容引張応力として設計する。
建築における構造設計時は、許容応力度として引張・曲げ・圧縮・せん断、短期・長期のそれぞれで計算する。