前回は、軸方向応力と変形や応力度-ひずみ関係について解説していきました。
(⇒軸方向応力と変形や応力度-ひずみ関係の解説「1-3 断面の応力と変形 1-3-2 軸方向応力と変形 ~弾性と塑性~」はこちら!!)
今回はせん断応力について解説していきます。
せん断力とは…
せん断力とは、部材の断面に対して平行の方向に作用する力のことをいいます。この力は、下図のような「せん断応力度τ」を足し合わせた合力です。
また、せん断応力度τは、軸方向応力度と同様に「単位面積当たりのせん断応力」です。せん断力Q、断面積Aとすると、
と表すことができます。
せん断変形とせん断ひずみ度
部材の微少要素をサイコロ形状のように取り出すと、下図(a)のようなせん断応力度τが作用しています。また、せん断応力度τが作用した時の変形は、(b)の点線のようになります。その時の高さhと横方向変形Δhの比を「せん断ひずみ度γ」といいます。
前回の軸方向応力の軸方向応力度σ-ひずみε関係において、σ=E×εがあることは学習しました。(Eはヤング係数ですよ!)
今回の、せん断応力度τとせん断ひずみ度γについても同様に
と表すことができます。ここでGを「せん断弾性係数」と呼びます。せん断応力による部材の硬さを表しています。
この、せん断弾性係数Gは、ヤング係数Eとボアソン比νとの関係があり、
で表されます。