自宅で実験する材料力学

ポアソン比によって変形がどう変わるかを実際に見てみよう!スポンジと消しゴムの変形の違いを実験で確認します。

zairiki

ポアソン比が違うと、材料の変形はどう変わるのでしょうか。スポンジ(ポアソン比≒0)と消しゴム(ポアソン比≒0.5)を実際に変形させて、その違いを目で確かめた実験を紹介します。

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。

1. スポンジの圧縮変形(ポアソン比≒0)

ポアソン比が0に近い材料を圧縮すると、荷重をかけた方向には縮みますが、直交方向にはほとんど変形しません。スポンジはポアソン比がほぼ0の身近な材料です。実際にスポンジを圧縮すると、上下方向には縮みますが、左右方向への膨らみは見られません。

ポアソン比≒0のスポンジを圧縮した場合の変形。上下方向には縮むが、横方向にはほとんど変形しない。

2. 消しゴムの曲げ変形(ポアソン比≒0.5)

ポアソン比が0.5に近い材料では体積がほぼ変化しないため、ある方向に変形すると、それを補うように直交方向にも変形します。消しゴムはポアソン比がほぼ0.5の身近な材料です。消しゴムを曲げると、引張られる側(上面)の幅が小さくなり、圧縮される側(下面)の幅が大きくなって、断面が台形形状になります

消しゴムを曲げたときの断面形状の変化。ポアソン比≒0.5のため、引張り側の幅が縮み、圧縮側の幅が広がって断面が台形になる。

結論

今回の結論。スポンジ(ポアソン比≒0)と消しゴム(ポアソン比≒0.5)を実際に変形させることで、ポアソン比の違いによる変形挙動の差を目で確認した。
  • ポアソン比が0に近いスポンジと、0.5に近い消しゴムを変形させて、ポアソン比による変形の違いを確認した。
  • スポンジを圧縮しても横方向には膨らまないが、消しゴムを圧縮すると横方向に膨らむ
  • 消しゴムを曲げると、引張られる側の幅が短くなり、圧縮される側の幅が長くなることで、断面が台形形状になる

YouTube動画でより詳細に説明しています。ぜひご覧ください。

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