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せん断弾性率

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せん断弾性率とは、たとえば金属パイプを長さ方向にねじったときに生じるような横方向の内力が加わったときの固体の弾性特性を表す数値定数である。 このような材料の中では、小さな立方体の体積がわずかに歪み、2つの面がわずかに平行に移動し、他の2つの面が四角形から菱形に変化します。 せん断弾性率は、横方向の変形に対する材料の耐性を示す指標であり、弾性挙動の有効な指標となるのは小さな変形の場合のみで、その後は元の形状に戻ることができる。 大きな剪断力は流動性をもたらし、恒久的な変形や破壊を引き起こします。

数学的には、せん断弾性率は、せん断応力をせん断ひずみで割った商に相当します。

数学的には、せん断応力をせん断ひずみで割ったものがせん断弾性率です。 剪断歪みまたは相対的な変形は、形状の変化の尺度であり、この場合、角度θ(シータ)のタンジェント(tan)という三角関数で表され、歪みのない材料の代表的な立方体の分量の90°すなわち直角の変化量を示します。 数学的には、せん断ひずみはtanθまたはその等価物である定義上のx/yで表されます。

せん断弾性率自体は、数学的には次のように表すことができます

せん断弾性率=(せん断応力)/(せん断ひずみ)=(F/A)/(x/y)。 分母が比であるため無次元であり、せん断弾性率の寸法は単位面積当たりの力の寸法となります。 英語では、せん断弾性率はポンド毎平方インチ(通常、psiと略される)の単位で表すことができ、一般的なSI単位はニュートン毎平方メートル(N/m2)です。 アルミニウムのせん断弾性率の値は、約3.5×106psi、2.4×1010N/m2である。

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