親子におすすめの新型プラネタリウムとは?

以前から不思議に思っています。物の本では弾性係数は材質により違う値が記載されています。例えばS45C鋼材の生の場合と焼入れ処理をした場合とでは当然弾性係数が変わると思うのですが、どうなのでしょうか?この値を使ってどうこうしようと言うのでは有りませんが、永年気に掛かっているものですからここらでスッキリさせたいのです。
熱処理で変わるものであれば、代表的な材質でどのくらい変わるのか具体的数値を教えていただければなおスッキリします。

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (3件)

結論、変わります!!


詳しくは、下記urlのpdfを。
でもココに載っているのはHRC硬さってことなので・・・
(HRC硬さが変われば弾性係数も変化します)

一方、あなたの本当の疑問を解決するなら、昔の冶金学や金属物理学の本を図書館探して勉強してくださいね。金属の立体構造など勉強すると分かるかも・・・

その他の数値については、同様にJISや便覧など検索してください。必要なデーターが無数にあります。

ところで、S45Cって言葉はどこで習ったのでしょうね?もしかすると、鋼材について少し見識に誤りがあるようなので補足しますと、世の中で使われている鋼材は、純鉄(100%)だと思っていませんか?
鉄鉱石って言葉調べてください。それから精錬も。

ちなみに、S45Cとは、炭素(C)が約0.45%含まれている鋼材を言います。その他微量元素で珪素、マンガンなどがほんの少し含まれています。

金でも18Kや24Kなどありますね。あれはどれだけ金が含まれているかってって事で、自然界ではその物質が単独で存在するというのはまれです。
これを精製(不純物を除去)し人間が使いやすくする技術が冶金などです。

あとは、ステンレスって言葉も調べてはいかがでしょうか。
鉄はさびるのが当たり前。温度に対しても氷点以下や高温では形や強度が変化します。
あえて入れる不純物(ニッケルやコバルト、クロムなど)と熱の入れ方で立体構造などが変化し、さまざまな物理的特性が生まれます。

どんなところに使うかで、材料の選定を行います。使い分け方を考えることが先ですね。

では。

参考URL:http://www.nisshin-steel.co.jp/nisshin-steel/pro …
    • good
    • 0

例え話でなんですが、アメフトでガッチリスクラムを組んだところに相手チームが飛び込んできても、相手は跳ね返されますが、スクラムが弱いと逆に相手に潰されてしまいますね。

このスクラムの強さを、金属の硬さに置き換えて考えて見ましょう。つまりスクラムは金属のミクロな構造(結晶構造)のことと考えることができます。

>例えばS45C鋼材の生の場合と焼入れ処理をした場合とでは当然弾性係数が変わると思うのですが
焼入れ処理すると金属の結晶構造は変化しますね(←スクラムが一般に密になる)。従って弾性係数は生の場合とい当然異なった値とるということになります。

>永年気に掛かっているものですからここらでスッキリさせたいのです。
この程度の説明でいかがでしょうか。専門的な説明はHirotomocchiさんのご回答を参照ください。
    • good
    • 1

わたしはちょっと違う意見なんですが,



ヤング率は,熱処理であまり変わらないと思います.

熱処理で変化するのは,表面のごく一部と
思われるからです.

どの程度の変化を期待されているのか分かりませんが,
ヤング率は一般には,「密度」の関数です.

タングステンやセラミックスの比重は,鉄よりも大きいため,ヤング率も大きいです.
かなりおおざっぱに言うと,ほぼ密度に比例すると考えていいでしょう.

ただし,変化はすると思います.
これらは,熱処理のためではなく,鉄に混ぜものをしているのが主原因と思います.
熱処理は,一般に「合金」に対して行うのが必要です.
だから,熱処理する前とした後のヤング率を載せないと,ご質問に対しては公平ではありません.
鉄のヤング率と合金のヤング率はそもそも違います.

変化はしますが,その差は小さいと言うことです.
たとえば,
 一般に 21000kgf/mm^2
とすると,
鋳鉄で,
   19000kgf/mm^2
ぐらい.

これが大きいと感じるか小さいと感じるかは,意見の分かれるところでしょう.

一方,「強度」については,熱処理で劇的に変化します.
バネ材の降伏点は,100kgf/mm^2以上ありますが,
板金などに使われる鋼板は,20kgf/mm^2程度です.

たぶん,混同はされていないと思いますが,
「引張強度」と,「ヤング率」は全く違うものです.
ヤング率は,どちらかというと,「剛性」に直接関係しますが,「引張強度」は,限界応力と関係があります.
    • good
    • 1

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q弾性係数と硬さは無関係ということは,文献にのってる?

金属の弾性係数は硬さ(焼入れ)には関係ないと詳しい人から聞いたのですが,これが記載されてる文献が見当たりません. 知らない人は,硬さが引張強さにほぼ比例するという事実から,弾性係数も変化すると考えるらしく,いちいち議論する手間を省くためにも,それが記載されている文献のコピーが欲しいのです.
どなたかご存知ありませんか?

Aベストアンサー

鋼材の弾性係数は、加工(熱処理)方法によって 少しだけですが、変化します。 旧単位系のデータですが ご参考までに;


熱処理による炭素鋼の弾性係数の値の変化( by 本田、田中)
(縦弾性係数E、横弾性係数G の単位は kg/mm2 で記す )

C% (Si+Mn+P+S)%  900℃焼き鈍し  900℃油中冷却
                E    G       E    G
--------------------------
 0.10   0.422     20,850  8,290    19,800  8,060
 0.50   0.720     20,770  8,320    20,090  7,950
 1.02   0.517     20,350  8,330     19,490  7,930
 1.48   0.466     19,680  8,130    18,560  7,800
--------------------------
  参考 : 機械工学便覧(材料力学編)、日本機械学会

このデータを見る限りでは、900℃で焼鈍した鋼材のヤング率Eよりも 同温度で油中冷却した鋼材のEの値が、ほぼ 4~5%程度ですが 低くなっています。

でもこの程度の変化であれば、大勢には影響ないですね。

鋼材の弾性係数は、加工(熱処理)方法によって 少しだけですが、変化します。 旧単位系のデータですが ご参考までに;


熱処理による炭素鋼の弾性係数の値の変化( by 本田、田中)
(縦弾性係数E、横弾性係数G の単位は kg/mm2 で記す )

C% (Si+Mn+P+S)%  900℃焼き鈍し  900℃油中冷却
                E    G       E    G
--------------------------
 0.10   0.422     20,850  8,290    19,800...続きを読む

Qヤング率が変わる原因

たとえば、銅の棒の両端を支えて、中心に力を加えるとたわみますよね?
そのときに、ヤング率が大きいと、たわみの量が少なくなりますよね?

そこで、質問なんですけど、ヤング率の値が変化する原因を教えてください。

金属の疲労が原因なのかなぁ~??って調べているんですがなかなか見つからないので、よろしくお願いします

Aベストアンサー

>そこで、質問なんですけど、ヤング率の値が変化する原因を教えてください。

どういう状況で変化するのか教えてくれると、回答がつくと思います。
今思いつくのは、塑性化が発生していることの他は(弾性範囲では)、以下のような物です。

一般に
応力=ヤング係数×ひずみ
応力=荷重/断面積
から、
荷重=ヤング係数×ひずみ×断面積
です。

一般に断面保持の仮定(断面は一定)の下で解析しますのですが、加力を続けていくと断面の減少などが起こり、断面積が変化します。
実験などでの計測ではロードセルなどで荷重を、ひずみゲージによりひずみを測定して、断面積一定の仮定からヤング係数を算出します。
つまり、断面が一定の仮定が成り立たないと、見かけ上ヤング係数が変化するような結果が得られることがあります。

Q降伏点 又は 0.2%耐力とはなんですか?

降伏点 又は 0.2%耐力というものを教えて下さい。
SUSを使って圧力容器の設計をしようとして、許容引張応力とヤング率だけでいいと思っていましたが、どうも降伏点 又は 0.2%耐力というものも考慮しなければいけないと思ってきました。
どなたかご助言お願い致します。

Aベストアンサー

●二つの材料強度
 金属材料の機械的特性のうち、一般に強度と呼ばれるものには
 ・引張強度
 ・降伏強度
 この二つがあります。

 引張強度はその名のとおり、引張荷重を上げていくと切れてしまう破断強度です。
 いわば最終強度です。

●降伏強度とは
 さて、ある材料を用意し、引張荷重を徐々にかけていくと、荷重に比例して
 ひずみ(伸び)が増えていきます。
 ところが、引張強度に達する前に、荷重とひずみの関係が崩れ、
 荷重が増えないのに、ひずみだけ増えるようなポイントが現れます。
 これを降伏と呼びます。

 一般に設計を行う場合は、降伏強度に達することをもって「破壊」と考えます。
 降伏強度は引張強度より低く、さらに降伏強度を安全率で割って、
 許容応力度とします。大きい順に並べると以下のような感じです。

 引張強度>降伏強度>許容応力度

●0.2%ひずみ耐力
 普通鋼の場合は降伏点が明確に現れます。
 引張荷重を上げていくと、一時的にひずみだけが増えて荷重が抜けるポイントがあり
 その後、ひずみがどんどん増え、荷重が徐々に上がっていくようになります。

 ところが、材料によっては明確な降伏点がなく、なだらかに伸びが増えていき
 破断する材料もあります。鋼材料でもピアノ線などはこのような荷重-ひずみの
 関係になります。

 そこで、このような明確に降伏を示さない材料の場合、0.2%のひずみに達した強度を
 もって降伏点とすることにしています。

●二つの材料強度
 金属材料の機械的特性のうち、一般に強度と呼ばれるものには
 ・引張強度
 ・降伏強度
 この二つがあります。

 引張強度はその名のとおり、引張荷重を上げていくと切れてしまう破断強度です。
 いわば最終強度です。

●降伏強度とは
 さて、ある材料を用意し、引張荷重を徐々にかけていくと、荷重に比例して
 ひずみ(伸び)が増えていきます。
 ところが、引張強度に達する前に、荷重とひずみの関係が崩れ、
 荷重が増えないのに、ひずみだけ増えるようなポイントが現...続きを読む

QNをPaに単位換算できるのか?

大変困ってます。
皆さんのお力をお貸しください。

加重単位Nを圧力単位Paに変換できるのでしょうか?
もし出来るとしたらやり方を教えてください。
具体的には30Nは何Paかということです。
変換の過程も教えていただければ幸いです。

是非、ご回答、よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

 No.1さんがおおまかに答えておられますが、補足します。
 N(ニュートン)は力の単位です。対して、Pa(パスカル)は圧力の単位です。これらは次元が違うので、単独では変換はできません。
「30 Nは何Paか」
というのはナンセンスです。
 NとPaの関係は、
Pa = N/m^2
です。質問が、
「30 NをPaを使って表せ」
というのならば、
30 N = 30 Pa・m^2
となります。m^2(平方メートル)という単位が必要になります。物理量の間の関係、
圧力 = 力/面積
および、単位の間の関係
Pa = N/m^2
を整理して覚えてください。

QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む

Q炭素鋼の炭素含有量について

 炭素鋼の炭素含有量が多くなると硬さは硬くなるというのはわかるのですが、構造的にどう変化するのか教えてください。

Aベストアンサー

炭素量が増えるとセメンタイト(Fe3C)が増えます。このセメンタイトが硬いのです。ちなみにセメンタイトはフェライトとともにパーライトというものをつくり、炭素量が増えるほどパーライトが増えていくわけです。組織観察していただければわかると思いますが、炭素量が多くなりパーライトの割合が増えるとセメンタイトも同様に増えるので結果として硬くなるわけです。

Q金属の摩擦係数について。

SSやSUS,アルミなどの摩擦係数のわかるサイト教えていただけませんか?
また、表面処理(メッキ、アルマイト)でどの程度変わるのかも知りたいのですが・・・。
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

こんなのがありましたよ。

ご検討ください。

   ↓

参考URL:http://www.ibaraki-ct.ac.jp/techno/Seed/3S-07-01kanari.pdf

Q強度と剛性の違いは?

単純な質問ですが、強度と剛性って意味合いが違うのか知りたいです。
広辞苑で調べても言葉の意味の違いが分かりません。
同じようなことで、「・・・思う」と「・・・考える」も意味合いが違うんですか?

日本人ですが、日本語難しいです。

Aベストアンサー

No.6です。
>強度=「強さの度合い」、剛性=「外力によって変形しないという強度」ということですか・・・。

 その通りです。ただし、前に書いた通り、「強度」には「何に対して強いか」という点で種々の強度があります。
 一方、「剛性」はこれを高めるために関係する種々の「強度」の組合せで作り出すものといってもいいでしょうか。そして、剛性はただひとつだけのものといっていいでしょう。

>結局「強度」と「剛性」は同じなのですか?。ニュアンスの問題だけになるのですか。

 つまり、「強度」には実にいろいろな種類がありますが、「剛性」とは多くは構造体がこれに加わる外力によって変形しないように、「いろいろな種類の強度を組み合わせて作り出した総合的な強度」といったらいいかと思います。もちろんニュアンスの問題ではありません。
 
 「剛性」とは変形しない強さ.....これは例えば、自動車のボディなどといった構造体に剛性を持たせるには、路面の凹凸などから車輪を通じて伝わってくる振動や強い衝撃、風圧、遠心力や慣性、衝突時の衝撃といった「外力」によって車体がつぶれたり伸びたり、あるいはれじれたり歪んだりしないように(これが剛性)、圧縮強度、引張強度、ねじれ強度、など種々の「強度」をそれぞれ高める必要があります。

 また材料には弾性(バネの性質や弾力)というものがありますが、「外力」によって材料が一時的にバネやゴムボールのように変形することで、構造体全体が一時的に変形しないようにする必要もあります。

 繰り返しますと、こうした「種々の強度」をそれぞれ高めることで「剛性」は高まります。

 しかし、種々ある「強度」の中でも「磨耗強度」だとか「耐環境性」といった「強度」は直接「剛性」には関係ありませんね。ここのところをご理解下さると、ただのニュアンスの違いだけでないことがお分かりいただけると思います。

 とても技術的な話でさぞ難しいことと思いますが、わたしも技術分野の方はともかく、それをご説明する「国語」方が危なっかしいので、その辺はお許し下さい。

No.6です。
>強度=「強さの度合い」、剛性=「外力によって変形しないという強度」ということですか・・・。

 その通りです。ただし、前に書いた通り、「強度」には「何に対して強いか」という点で種々の強度があります。
 一方、「剛性」はこれを高めるために関係する種々の「強度」の組合せで作り出すものといってもいいでしょうか。そして、剛性はただひとつだけのものといっていいでしょう。

>結局「強度」と「剛性」は同じなのですか?。ニュアンスの問題だけになるのですか。

 つまり...続きを読む

Q衝撃力の計算方法

参考書を読んで勉強しているのですが、中卒の私にはかなり困難なので教えて頂けませんでしょうか?

問題:車両重量1600kgの自動車が時速36kmで走行中に、コンクリート製の橋の欄干に心向き衝突した。この際に自動車が受ける衝撃力はいくらか?なお、衝突時間は0.1秒、橋の欄干は剛体として扱う。

このような問題ですが、、、
出来れば計算式を詳しく教えて頂きたいです。

Aベストアンサー

時速 36 km=秒速 (36000/60/60) 10 m より、10m/s がでます。
** 機械的に 3.6 で割るのもよいのですが、1時間は 3600 s ですから、こちらをご理解ください。**
また a=10/0.1=100 m/s/s(分母の 0.1 は衝突時間(No.1: yu-fo さんのご説明にあります。)ですから、 Newton の法則より、F=ma =1600*100=160,000 N =160 kN が得られます。

Qボルトやナットを強く締め過ぎると余計に緩み易くなる理由は?

自動車ディーラーで働いていた友人が以前、『力任せに締め付けると、余計に緩み易くなる』
と言っていました。
人のイメージとしては強く締めた方が緩み難い気がするのが普通なのでしょうが、
私もその話は他でも聞いた事が有るので、多分本当なんだろうと思います。
しかし、じゃあ何故、力任せに目一杯締め付けた方が緩み易くて、トルクレンチを使って、適度に
締め付けた方が緩み難いのかの理由や原理が分かりません。
どなたか説明出来る方、教えて下さい。
また、それは自動車以外で、工作機や家電製品等でも同じ事が言えるのでしょうか?

Aベストアンサー

 クルマの研究で食ってる者ですが・・・ねじのメカニズムはかつて自分の研究テーマの一つでした。

 これはねじ設計の基本の話ですね。

>イメージとしては強く締めた方が緩み難い気がするのが普通なのでしょうが、

 何故ねじが緩まないか?メカニズムを考えてみると、オーバートルクで締めたねじが緩む理由も自ずと判って来ます。

※ねじとは、要するにばねなんですね。
 ねじを締め込んでいくと、ねじが(この場合ボルトが、と言った方が判り易いでしょう)引き延ばされます。(ボルトの頭は座面にぶつかり、しかしねじ山部分はそれ以上にねじ込まれて行くワケなので、結果、ボルトは引き延ばされるというメカニズムです。)
 で、締め込みをやめると、引き延ばされたボルトが戻ろうとします。
 この戻ろうとするチカラ(軸力と言います)でねじ山やボルト、ナットの座面に摩擦力が発生し、この摩擦力がねじの緩みを止めているのです。
 とすると・・・もうお判りですね?この、ねじ山や座面に働く摩擦力が弱くなったらねじが緩み易くなるワケで、摩擦力が弱くなる理由は2コだけ、即ち、
(1)ボルトの軸力が小さくなる
(2)ボルトの座面とナットの座面間の距離が短くなり、ボルトを引き延ばしているチカラが解放される
・・・です。

(1)軸力が小さくなる
 金属材料を引っ張っていくと、塑性域(そせいいき)と言う範囲に入ります。この範囲に入ると、引っ張りをやめても永久ひずみが残り、引っ張っているモノが元の長さに戻らなくなります。
 ボルトを締め過ぎるとこの塑性域に入ってしまい、締め込みをやめても軸力が小さくなり、結果、ボルトが緩み易くなります。(ボルトを締めている間は、ボルト本体をムリムリ引き延ばしているので強い締め付けトルクが必要ですが、しかしボルトが塑性域に入ってしまうと締め付けを止めてもボルトが戻ろうとしないので、締め付け力に対してねじ山や座面の摩擦力が小さくなります。)

(2)ボルトの座面とナットの座面間の距離が短くなる
 ボルトが塑性域に入らない範囲内で設計値以上のトルクを与えてボルトを締めると、ボルトの軸力もそれだけ大きくなります。
 すると今度は、ボルトの頭やナットが乗っている座面の圧縮応力が負けて、座面が陥没します。座面が陥没するとボルトの頭~ナット間の距離が短くなるので、当然軸力が失われて緩み易くなるワケです。

※実際には、ねじ山や座面の摩擦力はボルトを締め付けている間も発生しているので、実は締め付けトルクで軸力を管理するのはあまり意味がありません。
 その為、エンジンや変速機内部の『絶対緩んではいけない』ボルト類は、敢えて塑性域まで引っ張って締め付けるという設計法があります。(これを塑性域角度法と言います。)
 この締め付け法に使うボルトには、塑性域でも十分な軸力が出せる様に、また『遅れ破壊』というボルトの破断現象を防ぐ為に、非常に強力な材料を使います。よって、塑性域角度法で設計されていないボルトを塑性域まで引き延ばして締めても、緩んだり千切れたりするだけです。

※座面の陥没し易さは相手(座面側)に関係しており、相手がショボい鋼板やアルミなどのヤワい材質だったら、過大トルクで締めなくても座面陥没は常に起こり得る現象で、故に平ワッシャが必要になるのです。(足がメリ込むほど柔らかい新雪の上を歩くのに、かんじきやスキーを履いて歩けば荷重面積が増え沈みませんね?あれと同じリクツです。平ワッシャで座面面積を増やせば、座面の陥没を防げます。勿論、平ワッシャが陥没してしまっては意味が無いので、ワッシャは材質までよく吟味する必要があります。)

>また、それは自動車以外で、工作機や家電製品等でも同じ事が言えるのでしょうか?

・・・というワケで、この辺りの事は自動車に限らず、ボルト設計では基本中の基本です。締め付けトルクも平ワッシャも、工学的計算の上に選定されているという事ですが、最近の若い設計者の多くは、平ワッシャ1枚満足に設計出来ないんですよねぇ~コンピュータによる解析技術が進んでしまい、目の前に映し出されている解析結果がどういう計算で成り立っているのか、深く考える事がなかった様です。全く、大学でナニを勉強してきたのやら・・・。
 尚、現実に売られているクルマやバイクで、規定通りの締め付けをしていても平ワッシャが陥没しているという不愉快なケースがありますよね?アレは完全な設計ミス、と指摘しておきます。

 クルマの研究で食ってる者ですが・・・ねじのメカニズムはかつて自分の研究テーマの一つでした。

 これはねじ設計の基本の話ですね。

>イメージとしては強く締めた方が緩み難い気がするのが普通なのでしょうが、

 何故ねじが緩まないか?メカニズムを考えてみると、オーバートルクで締めたねじが緩む理由も自ずと判って来ます。

※ねじとは、要するにばねなんですね。
 ねじを締め込んでいくと、ねじが(この場合ボルトが、と言った方が判り易いでしょう)引き延ばされます。(ボルトの頭は座面...続きを読む


このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

人気Q&Aランキング