ヤング率とは？
やんぐりつ
ヤング率とは、材料に力を加えたときの変形しにくさ（剛性）を表す物理量で、材料の弾性特性を示す基本的な指標です。
ヤング率（Young's Modulus）とは、固体材料に引張・圧縮の力（応力）を加えたとき、その変形（ひずみ）に対する抵抗の大きさを表す物理量です。19世紀のイギリスの物理学者トーマス・ヤングにちなんで命名されました。弾性率の一種で、材料力学・工学・材料科学における最も基本的な材料定数のひとつです。
ヤング率は次の式で定義されます。
E（ヤング率）＝ 応力（σ） ÷ ひずみ（ε）
応力は単位面積あたりに加わる力（Pa：パスカル）、ひずみは元の長さに対する変形量の比（無次元）です。したがってヤング率の単位もPa（またはGPa）となります。
主な材料のヤング率の目安は以下のとおりです。
- 鋼鉄：約200 GPa（非常に硬い）
- アルミニウム：約70 GPa
- ガラス：約70 GPa
- コンクリート：約30 GPa
- 木材：数〜十数 GPa（方向によって異なる）
- ゴム：数MPa〜数十MPa（非常に変形しやすい）
ヤング率が大きいほど変形しにくい（剛性が高い）材料であることを意味します。建築・機械・航空宇宙などの設計では、部材が荷重を受けたときにどの程度たわむかを計算するために不可欠な値です。なお、ヤング率はフックの法則が成立する弾性範囲内での値であり、材料が降伏点を超えると適用できなくなります。
使い方・例文
橋梁や建物の設計において、使用する鋼材のヤング率をもとに、荷重がかかったときのたわみ量を計算し、安全な構造を確認するために用いられます。
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