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現在、NBR(ニトリルゴム)の縦弾性係数(ヤング率)を調べています。
知っている方は教えてください。
できれば、どこに載っていたかも・・・
もしかしたら硬度によって縦弾性係数値が変化するかも・・・

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A 回答 (1件)

詳しくはメーカーさんに問い合わせした方が良いですね。


具体的な数値は載っていません。

参考URL:http://www.kimoto-gomu.co.jp/index7f-1.htm
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Qゴムの静的せん断弾性率とは?

JIS K 6254やJIS K 6386に規定されている、「静的せん断弾性率」とは、何が分かる"率"なのでしょうか?また、何のために行われる試験なのでしょうか?

また、前記弾性率を求めるための、「25%伸長応力」とは何が分かる試験なのでしょうか?

どなたか、ご存知の方、何卒ご教授いただけますようお願いいたします。

Aベストアンサー

No.1の者です。
弾性率が高い材料は、変形しにくいわけです。セラミックなどは弾性率が高く、ゴムは弾性率が低いですね。

0.8N/mm2についてですが、ちょっと注意が必要です。前回コメントしたように、
弾性率=応力÷ひずみ
という関係式から弾性率が求まります。ここで、「ひずみ」は単位長さ当たりの伸びです。

例えば、1mの棒が1cm(=0.01m)伸びた場合、
ひずみ=0.01÷1=0.01
となります。ここで、単位は「無し」になることに注意して下さい。「m÷m」になっていますからね。

で、もう一度「弾性率=応力÷ひずみ」の式を見ると、「ひずみ」は「単位無し」ですから、弾性率と応力の単位は同じになりますね。

よって、もし「0.8N/mm2」が応力を表すならば、「1平方ミリメートル当たりに0.8N(約80グラム)の荷重がかかる」ということになります。

しかし、「0.8N/mm2」が弾性率を表すならば、「ひずみ=1を得るのに0.8N/mm2の応力が必要」ということになりますね。ひずみ=1というのは、10cmの棒を10cm伸ばして20cmにする変形です。

わかりにくいかも知れませんので、逆の言い方をします。例えば、断面積10mm2、長さ100mmの棒に1kgの物体を吊る下げたら1mm伸びたとします。

応力=1kg÷10mm2=9.8N÷(10/1000000)m2
  =(9.8/10)×10^6N/m2
簡単のため、9.8/10=1とします。10の6乗は「M(メガ)」ですね。また、N/m2のことを「Pa(パスカル)」と呼びますので、
応力=1MPa
となります。

次に、
ひずみ=1mm÷100mm=0.01(単位無し)
となり、よってこの材料の弾性率は
弾性率=1MPa÷0.01=100MPa=0.1GPa=10^8N/m2
という数値が得られます。平方ミリにするなら100N/mm2ですね。

なお、以上は「引張」について述べたものですが、せん断は正方形を平行四辺形にずらすような変形です。長さ、断面積、ひずみの方向などに注意が必要です。また、多くの材料で、「せん断弾性率=引張弾性率÷2.6」とか言う換算式(自信がないのでお調べ下さい)により、近似的にせん断弾性率を求めることができたような気がします。ゴムの場合は2.6ではなくて2.9ぐらいだったような記憶がありますが…数値としては2×(1+ポアソン比)だと思うのですが、手元に何も資料がないので確認できません。

余談ですが、世間一般では「かたい」という表現を使いますが、材料の専門家は「弾性率が高い」あるいは「こわい」と言い、「かたい」という語を使いません。ちなみに「硬さ」という物性値はJIS等で測定方法がいろいろと指定されていて、測定方法によって「硬さ」の数値は違います。

No.1の者です。
弾性率が高い材料は、変形しにくいわけです。セラミックなどは弾性率が高く、ゴムは弾性率が低いですね。

0.8N/mm2についてですが、ちょっと注意が必要です。前回コメントしたように、
弾性率=応力÷ひずみ
という関係式から弾性率が求まります。ここで、「ひずみ」は単位長さ当たりの伸びです。

例えば、1mの棒が1cm(=0.01m)伸びた場合、
ひずみ=0.01÷1=0.01
となります。ここで、単位は「無し」になることに注意して下さい。「m÷m」になっていますからね。

で、もう一度「弾...続きを読む

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鋼とゴムとの摩擦係数

機械構造用炭素鋼鋼管(STKM13A)と車のタイヤで使用されるようなゴムとの摩擦係数を教えて下さい。

近い値等でもOKです。
宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

0.75ぐらいらしいですよ。
ネットで、調べましたか?

「ゴム 摩擦係数」で検索
http://www.keirinkan.com/kori/kori_physics/kori_physics_1_kaitei/contents/ph-1/2-bu/t2-2.htm

Q樹脂材料の曲げ弾性率について

先日、仕事の関係でプラスチックのスナップフィット
(プラスチック部品の一方と他方がパチンとはまる
爪形状です。プラモデルにもよくあると思います。)
の荷重計算をしようとしました。
その爪形状には大きなテーパがついており、
根元が太く先細だったので、
単純な梁の公式では計算できずに
excelマクロによる数値積分で
梁の曲げ微分方程式(d^2y/dx^2=-M/EI)を
解こうとしました。
-------------------------------------
一応できたので、早速荷重を計算して実測値と
照らし合わせてみようとしたのですが、
材料のヤング率(縦弾性係数)を知らないことに
気づきました。
同僚に聞いてみたところ、「曲げ弾性率」というのは
材料の仕様書に載っていると教えてくれました。
職場にある材料便覧を見ても「曲げ弾性率」は
載っていました。
この「曲げ弾性率」はヤング率(縦弾性係数)と
同じなのでしょうか。それとも違うのでしょうか。
もし違う場合、ヤング率(縦弾性係数)は
どのようにして調べるべきなのでしょうか。
似たような経験がある方がいましたら
お手数ですがご教示願います。

先日、仕事の関係でプラスチックのスナップフィット
(プラスチック部品の一方と他方がパチンとはまる
爪形状です。プラモデルにもよくあると思います。)
の荷重計算をしようとしました。
その爪形状には大きなテーパがついており、
根元が太く先細だったので、
単純な梁の公式では計算できずに
excelマクロによる数値積分で
梁の曲げ微分方程式(d^2y/dx^2=-M/EI)を
解こうとしました。
-------------------------------------
一応できたので、早速荷重を計算して実測値と
照らし合わせてみようとし...続きを読む

Aベストアンサー

結果から言うと,Eに曲げ弾性率を代入しても問題ないと思います.

引張弾性率と曲げ弾性率は測定方法が異なりますので,物性のもつ意味は違います.引張りの場合(丸棒を引っ張るようなケースです),材料内部はすべて引張応力になりますよね.

しかし,曲げの場合(板を曲げるようなケース)では,ふくらんでる面には引張応力,へこんでる面には圧縮応力がかかります.このため,例えば引張弾性率と圧縮弾性率が異なるような材料では,引張弾性率と曲げ弾性率は違ってきます.

また,少し専門的になりますが,曲げのかかる部材には,引張・圧縮応力の他に,せん断応力もかかっています.これらの効果が総合的に寄与してくるため,引張弾性率と曲げ弾性率は,「意味合いとしては」異なる物性値です.

しかし,ごく一般的なプラスチックであれば,引張弾性率と曲げ弾性率はほぼ同じ値になります.
下記などにデータが出ていますが,恐らくほぼ同等か,曲げ弾性率の方が10%程度低い値になっていると思います.
http://www.m-ep.co.jp/mep-j/tech/index.htm
http://www.mrc.co.jp/acrypet/04tech_01.html

カタログデータに曲げ試験が多い理由は,試験が簡単だからです.薄い平板の試験片が使えますからね(チューイングガムのような形状です).それに対し,引張試験では,試験片を「つかむ部分」の加工が難しく,やや複雑な形状になってしまいます.

というわけで,プラスチックの分野では,曲げ弾性率を測定して,これをEとして代用するケースが多いと思います.

ただし,圧縮やせん断弾性率が引張と極端に違う材料・・・たとえば,ガラス繊維で一方向強化したような異方性材料では,曲げ弾性率とヤング率は大きく異なります.

あと,蛇足になりますが・・・
曲げ弾性率=曲げ応力/曲げひずみ
とありますけど,前述の通り,曲げ応力や曲げひずみは一定値ではありませんので注意が必要ですね.材料内部で分布をもっています(ここが引張と違うところ).

通常は,曲げスパンL,破断荷重P,試験片幅b,厚さh,たわみxなどを用いて,
E=(P・L^3)/(4・b・h^3・x)
のような式で求めます.試験方法によっても式が違ってきますので,材料力学の教科書をお読み下さい.

結果から言うと,Eに曲げ弾性率を代入しても問題ないと思います.

引張弾性率と曲げ弾性率は測定方法が異なりますので,物性のもつ意味は違います.引張りの場合(丸棒を引っ張るようなケースです),材料内部はすべて引張応力になりますよね.

しかし,曲げの場合(板を曲げるようなケース)では,ふくらんでる面には引張応力,へこんでる面には圧縮応力がかかります.このため,例えば引張弾性率と圧縮弾性率が異なるような材料では,引張弾性率と曲げ弾性率は違ってきます.

また,少し専門的になりま...続きを読む

Qヤング率の単位について

MKS単位系では、N/m^2(ニュートン毎平方メートル)ですがこれをCGS単位系dyne/cm^2に変換したいんですが、1N/m^2=何dyne/cm^2になりますか?お教え願います。
できれば、簡単でいいので、途中式も示していただきたいです。

Aベストアンサー

1[N]=10^5[dyne]
1[m]=10^2[cm]⇒ 1[m^2]=10^4[cm^2]

です。よって、

1[N/m^2]=10^5/10^4[dyne/cm^2]
=10[dyne/cm^2]

となります。
 ヤング率の単位は[GPa]で表記されていることが多いので、[N/m^2]=[Pa]より

1[GPa]=10^10[dyne/cm^2]

と覚えておくと便利です。

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

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。

Q背圧とは?

背圧の意味がわかりません。どなたか分かりやすい例をあげて教えてください。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

排気ガスの圧力
ターボE/gの場合はエンジン→タービン間を"排圧"、タービン→マフラー出口間を"背圧"などと分ける場合もある

Qステンレスのかじり

ジャンル違いだと思いますが。
ステンレスボルトを外す時、よくかじることがありますが、「かじり」と「焼付」って同じ意味ですか?

ネットで調べてると、
「かじり(焼付)」 ってかいてたり、
「かじりや焼付をおこします。」 と違う意味としてかいてる場合の2種類があるんです。

詳しい方教えてください!
(確かな情報をおまちしてます)

Aベストアンサー

 御質問を頂きましたので、再度カキコです。

>・それだったら冬よりも夏場のほうが膨張しているので・・・・

 熱膨張は積分で大きさが変化します。これは、体積が大きい方向により大きく変形する、とゆぅ事です。
 この基本をボルト~ナットの熱膨張に当てはめてみますと・・・・
※ボルトは直径方向より、体積が大きい長さ方向に膨張します。
 ボルトの軸力とは、締め付けで伸びたボルトが元に戻ろうとする力です。この『引張り力』によりネジ部や座面の摩擦力が増え、結果ネジの戻り(=緩み)に対抗しているワケですが、熱膨張でボルトが伸びるのは、この『引張り力』が弱まる方向です。
※ナットは直径方向に膨張します。それも、ドーナツ状のナット本体部分の長さ(=周長)が長くなる膨張なので、結果、ナットのネジ穴の直径が大きくなります。
・・・・以上より、熱がかかったボルト/ナットは、勘合がキツくなる方向よりユルくなる方向に膨張します。

>・また、かじりや焼付を生じ、ネジ山がつぶれてしまうのはなぜいつもボルト側
>なのでしょう?

 締付けたボルトには引張り力が働き、一方ナットには圧縮力が働きます。
 金属に限らず、普通の材料は引張り力より圧縮力の方が、より大きな力に耐えられます(圧縮での部材の変形とゆぅと座屈ですが、ナットは圧縮方向の長さより横方向の寸法が大きい『チンチクリン』形状なので、座屈が起こる心配はありません)。
 ボルトは引張り力でネジの谷部にモーレツな応力集中がかかり、ネジ山の剛性を落とします。一方ナットは圧縮力しかかかってないので、ネジ山はネジ山本来の『倒れ込み剛性』を発揮出来ます。
 以上のメカニズムにより、ボルトのネジ山の方が、ナットのネジ山より倒れ易い状態になります。

>・ステンレスボルトは引っかかりも多いような気がするのですが、

 ん~これは金属材料屋さんの方が的確な回答が可能だと思われますが・・・・
※SUS材は、前回の回答でも触れました様に粘りが強い材質です。その点ではかじり(現象的には『引っかかり』です)が出やすいと言えるでしょう。
※粘りが強い材質に切削や転造加工を施す場合、刃物や型が引っかかって表面が荒れやすくなります。これは『快削材』『難切削材』とゆぅ呼び方で区別しており、SUSでも、食器などに使う300番台は伸びがあって削るのは厄介ですが、ボルトなどに使う400番台は、SUS材である以上粘りはありますが、必ずしも難切削とは言えません。
 また、ボルトの精度はJIS規格により規定されており、同じ規格種のモノならSUSでも鋼でも差は無い事になっています。
 が、本質的に粘りがある材では、加工時に刃物の先に構成歯先とゆぅモノが出来(切削したケズリカスが刃物に堆積し、刃先のキレをニブらせ、加工精度を落とします)、結果、ミクロ的に見た場合にはどぅしても加工面が荒れる、とも考えられます。
 この辺りは、金属材料を専門とされる方なら正確な現象をご存知でしょう。

 御質問を頂きましたので、再度カキコです。

>・それだったら冬よりも夏場のほうが膨張しているので・・・・

 熱膨張は積分で大きさが変化します。これは、体積が大きい方向により大きく変形する、とゆぅ事です。
 この基本をボルト~ナットの熱膨張に当てはめてみますと・・・・
※ボルトは直径方向より、体積が大きい長さ方向に膨張します。
 ボルトの軸力とは、締め付けで伸びたボルトが元に戻ろうとする力です。この『引張り力』によりネジ部や座面の摩擦力が増え、結果ネジの戻り(=緩み)に対抗...続きを読む

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


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