ヤング率とは何ですか?

ヤング率(弾性係数または弾性率とも呼ばれる)は、力が加えられたときの材料の硬さを定義します。これは、応力(単位面積あたりの力)とひずみ(長さの相対的な変化)の比であり、材料が弾性限界内でどれだけ伸びるか、または圧縮されるかを示します。

ヤング率が高いほど、材料は硬くなります。例えば、鋼鉄などの金属は弾性率が高く変形しにくいのに対し、エラストマーや一部のプラスチックは弾性率が低く柔軟性に優れています。

この基本的な特性は、航空宇宙、自動車、医療、包装など、様々な業界における材料の設計と品質保証に不可欠です。この特性は、以下を含む広く採用されている試験方法に従って、引張試験システムまたは圧縮試験システムを用いて測定されます。

  • ISO 527-1 / ISO 527-2 – プラスチック:引張特性の測定

  • ASTM D638 – プラスチックの引張特性の標準試験方法

弾性係数の式

ヤング率 (E) は、次の式を使用して応力-ひずみ曲線の線形部分から計算されます。

計算式:ヤング率(弾性係数)

どこ:

  • Eは弾性率(PaまたはN/m²)です。

  • σは応力 = 力 ÷ 断面積

  • εはひずみ = 伸び ÷ 元の長さ

この計算は、材料の弾性(可逆)変形領域において最も重要です。この領域における線形応力-ひずみ曲線の傾きはヤング率を表し、これは材料が荷重下でどれだけ伸びるかを直接示す指標です。

ヤング率の典型的な値:

  • :約200GPa

  • アルミニウム:約70GPa

  • PET(ポリマー) :約2~3GPa

  • ゴム:約0.01~0.1GPa

Mecmesin 引張および圧縮試験機は VectorPro ソフトウェアと組み合わせることで、応力-ひずみ曲線を自動的に生成し、正確かつ再現性のある弾性率を計算します。研究開発や品質管理環境に最適です。

A comparison of the relative Young's modulus values for various materials calculated from the initial slope of the curve

ヤング率試験に関するよくある質問

ヤング率と引張強度の違いは何ですか?

ヤング率は剛性、つまり応力下で材料がどれだけ変形するかを表します。引張強度は、材料が破損(降伏または破壊)するまでに耐えられる最大応力を表します。

Mecmesin テストシステムは弾性係数を自動的に計算できますか?

はい。VectorProソフトウェアと組み合わせた当社のシステムは、応力-ひずみ曲線の線形領域から弾性係数を計算し、準拠したレポートを生成します。

Mecmesin 装置で弾性係数をテストできる材料は何ですか?

金属、ポリマー、ゴム、フィルム、フォーム、複合材料など、弾性変形を起こすあらゆる材料を Mecmesin 装置でテストできます。

弾性係数テストではどのような規格がサポートされていますか?

サポートされている一般的な規格には、ISO 527、ASTM D638などが含まれます。Mecmesinの試験システムは、幅広い国際的な試験方法と互換性があります。