[大至急]材料力学のはりの曲げについて質問です。 大学の実験で長い直方体のはりを置き方を変えて曲げる

[大至急]材料力学のはりの曲げについて質問です。

大学の実験で長い直方体のはりを置き方を変えて曲げる実験を行いました。画像のように横置き、縦置きと呼びます。

荷重とたわみの関係を実験値と理論値でグラフにしたところ、横置きでは実験値と理論値はほぼ一致したのですが、縦置きでは実験値の方が理論値よりもたわんでしまいました。

これは他の班がこれまで8回同じ実験を行ってきましたが、どの班もこの結果となっているため、偶然とは思えません。

また、横置きのときは理論どおりの数値が出ているため、材料の縦弾性係数は仮定とずれているとは言えません。

また、はりを曲げると断面形状が、凹側はふくらみ凸側はへこむことによって断面二次モーメントは小さくなり、実験値のたわみは理論値より大きくなったとして検証したところ、実験値と理論値が一致するためにはあり得ないくらい凹凸ふくらみへこむことになり、他の理由もあると考えました。

どなたかわかる方いらっしゃいましたら些細なことでもよろしいので教えていただきたいです。

No.3 回答者： HA-aki16 回答日時： 2019/01/17 10:45

板の座屈の関係を検討しては。

No.2 回答者： han-ka-2 回答日時： 2019/01/16 20:26

大学生は理論や仮定が「正しい」と思いがちですよね。

ま，大至急ということで宿題に使われるのは心外ですが・・・
　さて，そもそも梁（はり）って何ですか？　どいういう寸法のものを梁と呼びますか？　その前提・設定と実験とはどのくらい合っていますか？　断面二次モーメントはご存知ですね。では回転半径ってのは計算できますか？　もしできるなら細長比ってのも，高学年なら知ってますよね。座屈で出てくる概念です。どのくらいの細長比の構造部材が梁でしょうねぇ。また断面変形のことを質問には書いてあって，ちょっと有望な考察にも見えますが，観察した断面変形は軸方向に一様ではないですよね。変断面の梁のたわみ・・・うぅーむ。僕らのような元教員の老人だと，実験値が理論値に近いと逆に疑うんですよね。そんなばかな・・・ってね。がんばっていろいろ考察してみてくださいな。僕の友人でコンクリート分野の人がいますが，学生のとき，彼は実験して理論値と合わないときに真っ先に疑ったのが鉄筋のヤング率！　えぇー・・・と鋼分野の僕は絶句したのでした。

No.1 回答者： mabuterol 回答日時： 2019/01/16 20:11

材料力学の前提条件として、密度や荷重は均一なんでしたっけ？

水平方向に原子の層が積層しているようなイメージをした場合に、
横置きの場合は重力方向の厚さが薄いので、最下層の原子にかかる荷重が軽く、
縦置きの場合は重力方向の厚さが厚いので、最下層の原子にかかる荷重が重く、
それによって誤差は生じないのでしょうか？