円柱や角柱の引張強度（引張強さ？）の式。。。？

質問

円柱や角柱の引張強度（引張強さ？）の式。。。？

　今晩は,質問させていただきます.
どうぞよろしくお願いいたします.

　同じ材質の、円柱と角柱の長手方向引張強度（何kgf程度で破断するのか？）
を調べておりますが、出てまいりません。。
　例えば半径Rの角柱と、断面L1×L2の角柱とについて、
引張強度がこれら変数によってどのように変わるのでございましょうか？？

　もしお詳しい方がいらっしゃいましたら,是非ともアドバイスいただけないでしょうか。
どうぞよろしくお願いいたします。

回答No.2

h191224 · ベストアンサー

失礼ながら、材料力学の方面の知識はほとんどお持ちでないと推察します。

まず、応力という概念を知る必要があります。
最も基本的な定義式は、次のようになります。
応力＝荷重／断面積

次に、引張強さと限界荷重の概念が混乱していますね。

引張強さ：断面一様（＝ズン胴）の棒を引張って破断させた時の、最大荷重に対する応力。
引張強さ＝限界荷重／断面積
材料固有の値で、断面積や断面形状（長方形や円形など）には無関係。
引張強度は、用語が異なるだけで、引張強さと同じ。
今ではJISで定めた「引張強さ」を使うのが普通。

限界荷重：その材料に負荷できる最大荷重。
同一材料の棒であれば、断面積が大きいほど、限界荷重も大きくなる。（断面積に比例する。）
限界荷重＝引張強さ×断面積
あなたの「何kgf程度で破断するのか？」という指標は、限界荷重のことです。

ですから、限界荷重を知るために、やらなければならないことは、次のとおりです。
１． 使用する材料の引張強さを調べる。
２． 断面の村法を測定して、断面積を求める。
３． 限界荷重を計算する。

もし、何らかの設計をされるのであれば、さらに許容荷重というものを求めます。
４．許容荷重＝限界荷重／安全率Ｓ

安全率は、１以上の値で、荷重の形態や値のばらつき、材料の品質や形状のばらつきなどを考慮して設定します。

もし、何らかの装置を設計しようとなさっているのなら、是非とも簡単な材料力学の参考書を読み、勉強してからにしましょう。
その際には、SI単位、工学単位などの、材料力学以前の知識も身につける必要があると思います。
（工学単位は、今は正式には廃止されているのですが、実用上は使われているところも多いと思います。
現に、あなたは荷重の単位を、工学単位のkgfで表示していらっしゃいます。）

材料力学の参考書として、基本的なことであれば、インターネット上に、ＷＥＢ教材としても掲載されています。
たとえば、下記のサイトは、東京工業大学で公開している講義資料です。
http://www.ocw.titech.ac.jp/index.php?module=General&action=T0300&GakubuCD=101&GakkaCD=41&KougiCD=6422&Nendo=2008&Gakki=1&lang=JA&vid=05
他の資料を検索される際には、材料科学ではなくて、材料力学をキーワードにしましょう。

また、上記サイトは、機械系の学科の資料ですが、もしあなたが建築系や土木系であれば、その系列の資料を参考になさってください。使っている用語や、説明の順序などが違ってきますので。

お礼

お詳しい方説明をどうもありがとうございます！！！
面白いです＾＾　頭の中でいろいろ混ざっていたみたいでございます。
ご指摘どうもありがとうございます。
今調べておりますが、教えていただいたことをもう少し勉強してみます！！
　この度はご親切にアドバイスいただきましてどうもありがとうございました！！
m(_ _)m

回答No.1

pine00

引っ張り強度は、

引っ張る力／断面積

です。
理想的に、まっすぐ引っ張った状態ならば、丸でも四角でも、中に穴が開いていても
断面積が同じなら、引っ張り強度の計算は同じになります。

余談ですが、引っ張る力はN（ニートン）です。kgfはかなり前に廃止された単位です。

お礼

どうもありがとうございます！！m(_ _)m
なんとシンプルなんですねー。。はりの曲げなどのように
形状から影響を受けるのかな？？などと考えておりました＾＾；
kgfは出来る限り使わないようにいたします！
この度はご親切にどうもありがとうございました！！