No.2ベストアンサー
- 回答日時:
剪断弾性係数(G)は,正方形の剪断変形の幾何学形状によって導きます。
単位長さの辺(辺長=1,対角線長=√(2))を持ち,辺ABを底辺とする正方形(左回りに)ABCDに左から頂点Dに力を加えたら,平行四辺形ABC'D'に変形します。この時,辺ABと辺C'D'は平行のままです。また,この時,角DAD'を(γ)とします。とすれば,頂点Dの移動距離は,δ=tan(DD'/辺長)ですが,辺長は単位長さ,変形角度が十分小さいとすれば,δ=γとなり,δ=DD'=CC'=γです。
ここで,四角形の対角線長は,AC=BDですが,変形後はAC+Δ,BD-Δとなります。また,対角線AC'のひずみ度は,ε=1/E・(σ+νσ)ですので,対角線の伸びは,ひずみ度と対角線長を乗じたものになります。即ち,ΔL=ε・√(2)です。
ここで,対角線ACからAC'に垂線を引き交点をEとすると,AC'=AC+ΔLとなりますが,三角形CEC'は,頂点Eを90度とする2等辺三角形になっていますので,CC'は,CC'=ΔL・√(2)となります。
ここまでを整理しますと,
γ=CC'=ΔL・√(2)=ε・√(2)・√(2)=1/E・(σ+νσ)・√(2)・√(2)
γ=2/E・(1+ν)σ
σ=2(1+ν)/E・γ=γ/G つまり G=E/2(1+ν)となります。
体積弾性率(k)は,1辺を単位長さとする直方体の6面全てに圧力(P)が作用したときの体積ひずみを(εv)としたときの変形後の各辺の長さを(1+εi),i=x,y,zとすれば,体積ひずみは,-(変形後の体積)+(変形前の体積)ですから,
εv=-(1+εx)(1+εy)(1+εz)+1
となります。ここで,この式を解いて,この変形が微小変形であると仮定し2次以上の項を省略すれば,εv=-(εx+εy+εz)となります。
各方向のひずみが等しい(εx=εy=εz)とすれば,
e=-1/E・(-p+ν(p+p))ですから,
ev=-3・1/E・(-p+ν(p+p))
ev=p・3(1-2ν)/E=p/K つまり K=E/3(1-2ν)
となります。
No.1
- 回答日時:
せん断ひずみエネルギー説という考え方に基づいています.
立方体を考え,x,y,z軸方向にそれぞれ垂直な面を持っているものとし,それぞれの軸方向にσ1,σ2,σ3という応力がかかっている状態を考えます.
このときのひずみエネルギは
U=1/2(σ1ε1+σ2ε2+σ3ε3)とかけます.
また,ひずみε1,ε2,ε3はそれぞれ
ε1=1/E( σ1-νσ2-νσ3)
ε2=1/E(-νσ1+ σ2-νσ3)
ε2=1/E(-νσ1-νσ2+ σ3)
となりますので
U=1/2E(σ1^2+σ2^2+σ3^2-2ν(σ1σ2+σ2σ3+σ3σ1)となります.
これをまとめると
U=(σ1+σ2+σ3)^2/18K+((σ1-σ2)^2+(σ2-σ3)^2+(σ3-σ2)^2)/12G
とまとめることができ,この時のK,Gが体積弾性率,せん断弾性率になります.
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 物理学 ゲージ率の導出を教えて欲しいです ゲージ率の導出を抵抗率ρ 断面積S 長さL 全体の抵抗Rとしたとき 1 2023/05/12 18:55
- 物理学 【至急】ゲージ率の導出方法を教えてください 2 2023/05/15 03:18
- 物理学 時間の進み方が変化する場合、スケール効果を考えるのは当然では? 1 2022/04/18 07:46
- 物理学 アインシュタイン博士の相対性理論は間違っていたのでしょうか? 6 2022/04/13 17:36
- 軍事学 命中率の高いドローンを発明しました。 9 2022/08/03 11:50
- その他(応用科学) 両端支持はりの問題です 1 2022/06/09 15:37
- その他(社会・学校・職場) 多様性や性的マイノリティー問題について 2 2023/03/21 03:13
- 物理学 材料力学の問題です。2問あります。 解き方を教えていただきたいです。 (1)長さl,底面の半径をrの 1 2022/06/09 23:54
- 化学 化学 物質の抵抗値Rには長さLに比例し、断面積Sに反比例する。一般にその関係はR=ρL/Sで表され、 4 2023/06/25 19:47
- 統計学 確率統計:正規分布している実力のロットから部品を2つ抜き取って製品化する場合、製品の実力は良くなる? 5 2023/05/24 00:29
このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています
おすすめ情報
このQ&Aを見た人がよく見るQ&A
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
球の密度ρの式について
-
砂の比重
-
0.4MPa、口径6mmノズルからのエ...
-
1000mlって何グラムですか?
-
1ミリリットルは1グラムですか?
-
水の温度と体積の関係式につい...
-
ml(ミリリットル) g(グラム) c...
-
ペットボトルにつめれて、一番...
-
肥料で、キログラム表示とリッ...
-
比重の計算方法
-
等温不可逆変化における仕事量
-
比重(密度)の異なる液体を混...
-
水の中に物質を入れて、その物...
-
水1リットルは何キロ?
-
物理の問題です。 解き方がよく...
-
単位体積重量と密度の違い
-
空隙率(空間率)の計算方法を教...
-
【至急】ゲージ率の導出方法を...
-
比重に高さを掛けると
-
収縮率について
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
砂の比重
-
1000mlって何グラムですか?
-
1ミリリットルは1グラムですか?
-
0.4MPa、口径6mmノズルからのエ...
-
ファンデルワールスの状態方程式
-
ml(ミリリットル) g(グラム) c...
-
水1リットルは何キロ?
-
水の温度と体積の関係式につい...
-
ペットボトルにつめれて、一番...
-
比重と重量の関係
-
比重(密度)の異なる液体を混...
-
肥料で、キログラム表示とリッ...
-
収縮率について
-
kgからリットルへの変換
-
比重の計算方法
-
水の中に物質を入れて、その物...
-
m3/hとNm3/hの違いについて
-
液体を加圧した時の温度
-
単位体積重量と密度の違い
-
空隙率(空間率)の計算方法を教...
おすすめ情報