伸び計算ツール

伸びとは、軸方向の引張力によって材料の長さが増加する量です。技術者はこの値を使い、ケーブル、棒、ボルト、構造部材が使用時の荷重で許容範囲内に伸びるかを予測します。断面が一様な直線部材が線形弾性範囲にある場合、伸びは力と元の長さの積を、断面積とヤング率の積で割って求めます。この計算ツールはSI単位でこの関係を計算し、応力、ひずみ、変形後の長さも表示します。 引張応力は、元の断面積に分布する作用力を表します。SI単位はパスカルで、1平方メートル当たり1ニュートンに相当します。工学ひずみは伸びを元の長さで割った値で、物理的な単位はありません。線形弾性領域では、フックの法則により応力はヤング率とひずみの積になります。したがってヤング率は材料の剛性の指標です。鋼は約200ギガパスカル、アルミニウムは約69から70ギガパスカルで、柔軟な高分子材料では何桁も小さくなることがあります。 計算では、中心軸上の荷重、一定の断面積、均質な材料、小さな変形、部材の長さを別途変化させない温度を仮定します。降伏、くびれ、応力集中、クリープ、疲労、接合部の滑り、幾何学的非線形性は考慮しません。計算した応力が材料の比例限度や降伏強さを超える場合、単純な弾性計算の結果を永久変形とみなしてはいけません。設計では関連する安全率や規格の要件も適用してください。 断面積とヤング率は分母に入るため、正確な入力が重要です。円形のワイヤーでは、直径そのものではなく直径から求めた断面積を使います。入力前に平方ミリメートルを平方メートルへ換算してください。1平方ミリメートルは10^-6平方メートルです。ねじ、穴、腐食、より線構造によって断面が減る場合は、有効な荷重負担面積を使います。変形後の長さは、元の長さと弾性伸びの和です。これらの結果は、タイロッド、吊りケーブル、実験用引張試験片、機械要素、授業のフックの法則の演習を手早く確認するのに役立ちます。