材料硬度と横弾性係数（せん断弾性係数）との関係

質問

軸のねじり剛性を上げたいと考えています。
形状・材質変更ができない為、熱処理で硬度を上げれば良いのかな、と考えています。
効果の程を「ねじれ角」の値で判断しようと思うのですが、硬度と横弾性係数（せん断弾性係数）の関係を示す値はありますでしょうか？
ちなみに材料は、S45CやSCM435などで、生材と熱処理後のそれぞれで比較したいと考えております。

回答No.2

noname#230359

それなら、径を上げる等でも対応できます。

それに、ねじりの計算式に出てくるその他のパラメーターでも。

お礼

径を大きくしたいのですが、既存の部品を使いたい為、寸法変更・材質変更が行えません。
よって、ねじれ計算の項にある「（負荷）トルク」の値を変更させる事で
改善を狙いたいと考えております。
ありがとうございます。

回答No.1

noname#230359

一度、材料力学書を読み、頭の中を整理して下さい。

硬度と引張強さは、鉄系では比例関係にあります。
しかし、縦弾性係数（バネレート）や横弾性係数は、一定です。

判り易く、縦弾性係数で例えますと、
＊ 硬度と引張強さは、鉄系では比例関係にある
＊ 当然、降伏点（耐力）も、比例関係ではありませんが、上昇します。
　 <同じ材質で、焼鈍（なまし）と焼入れ材等々でも>
＊ 比例限度も、降伏点（耐力）と同様に上昇します。
これは、縦弾性係数（バネレート）は一定ですが、撓み量が増し、結果的に大きな負荷に
耐えられる事になります。
【応力－ひずみ】線図で云いますと、比例限までの傾きは同じですが、比例限が上方に
移動した内容です。

横弾性係数（せん断弾性係数）も、前述の内容で調査すると判り易くなります。

http://www.nmri.go.jp/eng/khirata/design/ch02/ch02_01.html
を参照して下さい。

お礼

早速のご回答を頂きありがとうございます。
縦・横弾性係数は材料固有のものですね。
という事は、硬くしてもねじれ角を抑えることはできない為、
負荷を軽くして改善させるという方法をとりたいと思います。
ありがとうございました。