質問: 樹脂材料の曲げ弾性率について 先日、仕事の関係でプラスチックのスナップフィット (プラスチック部品の一方と他方がパチンとはまる 爪形状です。プラモデルにもよくあると思います。) の荷重計算をしようとしました。 その爪形状には大きなテーパがついており、 根元が太く先細だったので、 単純な梁の公式では計算できずに excelマクロによる数値積分で 梁の曲げ微分方程式(d^2y/dx^2=-m/ei)を 解こうとしました。 ------------------------------------- 一応できたので、早速荷重を計算して実測値と 照らし合わせてみようとしたのですが、 材料のヤング率(縦弾性係数)を知らないことに 気づきました。 同僚に聞いてみたところ、「曲げ弾性率」というのは 材料の仕様書に載っていると教えてくれました。 職場にある材料便覧を見ても「曲げ弾性率」は 載っていました。 この「曲げ弾性率」はヤング率(縦弾性係数)と 同じなのでしょうか。それとも違うのでしょうか。 もし違う場合、ヤング率(縦弾性係数)は どのようにして調べるべきなのでしょうか。 似たような経験がある方がいましたら お手数ですがご教示願います。
回答: ヤング率と曲げ弾性率は違うものです。 どちらも「応力―ひずみ線図」の弾性域(応力とひずみが比例関係を示す領域)での比例定数なのですが、ヤング率は引張(または圧縮)、曲げ弾性率は曲げ試験によって得られるものでなので、値も違うものになるはずです。 推測で申し訳ありませんが、曲げ弾性率しか表記されていないのはプラスチックの強度評価が主に曲げ試験によって行われているからではないでしょうか。 材料のヤング率を測定するには適当な試験片を作製して引張試験を行います。 しかし強度評価が曲げによって行われているなら、プラスチックには引張試験では評価しにくい因子(特性)があるのかもしれません。 主に弾性域での曲げ加重のみがかかる状況なのであれば 曲げ弾性率=曲げ応力/曲げひずみ の式からアプローチしてみてはいかがでしょう? 専門ではないので間違いがあるかもしれません。 どなたかフォローお願いします。