垂直応力とせん断応力【材料力学用語辞典】

材料力学用語辞典では、材料力学で出てくる専門用語を分かりやすく紹介しています。今回の用語は「垂直応力・せん断応力」です。

この記事はYoutube動画で紹介した内容の概要です。詳細は動画をご覧ください。

垂直応力とは

垂直応力（σ、シグマ）とは、断面に垂直な方向に作用する応力のことです。引張荷重を受ける棒を断面で切ると、断面に垂直な方向に内力が作用しており、これを断面積で割ったものが垂直応力です。

垂直応力は x・y・z 方向それぞれに成分があり、一般にσx・σy・σz と表します。引張荷重で生じる引張応力、圧縮荷重で生じる圧縮応力、梁が曲げられるときに生じる曲げ応力はいずれも垂直応力の一種です。

せん断応力とは

せん断応力（τ、タウ）とは、断面に平行（接線）方向に作用する応力のことです。横方向の力（せん断力）を受ける部材を断面で切ると、断面に平行な方向に内力が作用しており、これを断面積で割ったものがせん断応力です。

せん断応力は xy・yz・zx 方向の3成分があり、一般にτxy・τyz・τzx と表します。物をせん断する力やねじる力などで生じます。

実際の構造物では垂直応力とせん断応力が同時に作用する場合も多く、その場合には組み合わせた評価が必要になることもあります。

まとめ

• 応力には、垂直応力の σx・σy・σz、せん断応力の τxy・τyz・τzx の6種類ある。
• 垂直応力の変形例：引張・圧縮・曲げ。せん断応力の変形例：せん断・ねじり。
• 実際には、複数の応力が組み合わさることが多い。

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