構造体の強度の表現の仕方

質問

強度とは材料力学的には破壊時の応力ですが，一方で，ものを作ったら，その構造体がどれだけの負荷に耐えられるかどうかが問題なわけで，本来の材料としての強度以外の要素も入ってくる複雑な話になってきます．そういう意味での製品としての「強度」は正式にはなんという言葉で言い表せばいいのでしょうか？
単に強度と表現すると，それは材料力学的な強度と用語が被ってしまいます．

回答No.6

lumiheart

＞参考「実体部材の強度試験」
これって、所謂「破断強度」だよね？
或いは、弾性限度を超えた負荷を掛けて永久変形する強度
https://algorithm.joho.info/material-mechanics/elastic-deformation-plastic-deformation-permanent-deformation/
端的に言って「剛性」とは破断や永久変形はしないが変形する負荷
https://d-engineer.com/dictionary/gousei.html
http://kentiku-kouzou.jp/struc-danmenzikuryoku.html

判り易い事例では「釣り竿」とか　＜負荷を掛けると曲がるけど負荷を除いたら元に戻る
折れない、永久変形しないけれど曲がる　

破断強度は十分あるけれど剛性が足りない事例
https://travel.rakuten.co.jp/mytrip/amazing/suspension-bridge

タイヤにも「剛性」が有る
https://tire.bridgestone.co.jp/about/knowledge/basic-structure/
サスペンションにも剛性
https://car.motor-fan.jp/tech/10019860
ボディ剛性
https://magazine.cartune.me/articles/2411

協働ロボット
https://www.e-mechatronics.com/product/robot/special/hc10/collaborative/index.html
サーボ剛性を下げて人間にぶつかったとしても人に危害を加えないけれど
それなりに重たい物を運べる剛性がある

回答No.5

kuroneko2020

「剛性」ではないと思います。
昔、日本が車の外板に高張力鋼板を採用したところ、強度は満足しているのに「ケチって鉄板を薄くしているのでベコベコしてる」と言われたそうです。

「実体強度」や「構造(体)強度」と言うしかないでしょう。
参考「実体部材の強度試験」
https://www.kobelcokaken.co.jp/contract/machine/list.html

回答No.4

lumiheart

「剛性」の一言に尽きる
https://www.yurutto-kenchikulife.com/horizontal-rigidity/
https://car.motor-fan.jp/article/10016329
https://jp.misumi-ec.com/special/alumiframe/tech/capacity_guideline/

上司「強度計算やったのか？」
部下「はいやりました！」

装置に足を掛けて　ユサユサ蹴っ飛ばす

上司「ナンジャこのグニャグニャフレームは！！！！」

お礼

カッチカチでもボキッと折れるものもあれば，グニャグニャでもどんなに引っ張ってもちぎれないものも．例えば，木のベッドか，ハンモックか．もしかしたらハンモックが強いかも． これって，言葉にしろって言われたら，強度としか答えられられない．．．

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回答No.3

ohkawa3

機械設計の分野ではありませんが、次のURLにある「設計基準強度」のような用語がお問い合わせの概念に近いかもしれません。　
https://www.city.musashino.lg.jp/_res/projects/default_project/_page_/001/024/352/yy1.pdf

いずれにしても、「強度」という用語は、一般的な用語としても、技術用語としても極めて広く用いられているので、定義を明確にするには、この文書で「強度」は、材料力学の定義に従い「破壊しないことを担保できる最大の応力」とする、のように定義したり、この文書で「設計基準強度」は、「所要の機能を満足することを担保できる最大の応力」とするのように、個々に定義しておくことがよさそうに思います。

なお、上記のようにきちんと定義すると、「強度」とは「断面積当たりの力を表す」概念に限定されますので、一般的にいう材料の強さを表す「強度」には使いにくくなりますので、ご注意なさることをお勧めします。

回答No.2

gohantookazu

建築設計だと、「許容応力度」というものがあります。建築基準法の条文にも登場する用語です。

材料のめいっぱいの強度の事は「基準強度」と呼んでいます。

それに対して、材料ごとに、もっと手前の、設計に使って良い許容値を設定して、「許容応力度」としています。

いわゆる、「安全を見ていくらか割り引く」という事をしているわけなのですが、そのように割り引いた許容応力度を設定するときに使う係数(掛率)の事を、安全率だとか安全係数だとか言います。

私は機械設計などはよく分からないのですが、安全率や安全係数という概念だとか用語は、建築設計に限らず、他の色々な設計でも広く使われている様ですね。

回答No.1

ohkawa3

所謂「機械」では、構造体に力が加わった場合に、構造体が破壊する以前に、構造体の変形によって、機械としての機能が維持できなくことが一般的です。
変形のしにくさを「剛性」という用語で表すことが一般的と思います。

「強度」が破壊に対する最大の応力と定義するのであれば、機能・性能を担保する最大の応力は、「設計応力」のように呼ぶことができそうに思います。