剛性率
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この項目では、物性値の剛性率について説明しています。建築物の構造設計で使用する剛性率については「剛性率 (建築構造)」をご覧ください。 |
剛性率（ごうせいりつ）は弾性率の一種で、せん断力による変形のしにくさをきめる物性値である。せん断弾性係数（せん断弾性率）、ずれ弾性係数（ずれ弾性率）、横弾性係数、ラメの第二定数ともよばれる。剛性率は通常Gで表され、せん断応力とせん断ひずみの比で定義される。
ここで
- = せん断応力
- ： せん断力
- ： 部材の断面積
- = せん断ひずみ
- ： せん断変形量
- ： 部材の長さ
ヤング率が材料の引張り試験で容易に測定できるのに比べ、純せん断状態を作るのは難しいため直接測定しにくい値である。
等方性材料（異方性のない材料）では、ヤング率およびポアソン比との間に次の関係がある。
- ： ヤング率
- ： ポアソン比
いくつかの材料のヤング率・剛性率・ポアソン比を下表に示す。
| 材質 | ヤング率 (GPa) |
剛性率 (GPa) |
ポアソン比 |
|---|---|---|---|
| 鉄鋼 | 201-216 | 78-84 | 0.28-0.30 |
| 黄銅(C2600) | 110 | 41 | 0.35 |
| ゴム（弾性ゴム） | 0.0015-0.005 | 0.0005-0.0015 | 0.46-0.49 |
等方均質弾性体では、ヤング率、ポアソン比、体積弾性率、剛性率、ラメの第一定数の五つの弾性率はそれぞれ、二つを用いて残りの三つを表すことができる。