なぜ、鋼材の許容引張応力は許容圧縮応力より小さいのですか？

なぜ、鋼材の許容引張応力は
許容圧縮応力より小さいのですか？
また、これは他の材質にも当てはまりますか？

No.3 ベストアンサー 回答者： px1949 回答日時： 2008/07/25 18:23

許容引張応力と言うからには、どんな式や規格を基準に導かれた応力値であるかを明らかにしなければならないと思います。

h191224さんは、許容引張応力を引張強さとみなして回答されているようですが、そうではない可能性が大きいと思います。
引張強さに対して、法律や使用条件などの諸設計条件からくる制約を加味したものが、許容引張応力のはずです。設計条件で、細長い棒的形状として使用するのであれば、smzsさんのおっしゃるように、引張りでは座屈は考慮する必要はないが、圧縮では考慮する必要があります。その結果、細長い棒の場合、許容引張応力は許容圧縮応力より大きいということになり、質問者さんの期待とは反対の結果が出てきます。これは、鋼材に限らず、どんな材料でも一緒です。

質問者さんは、現在直面していらっしゃる具体的な部材の材料と形状、その材料で、許容引張応力と許容圧縮応力がどの程度違うのかを数値として明らかにした方がよいと思います。
もし質問者さんが、引張強さのことを許容引張応力と書かれているなら、鋼材については、引張強さと圧縮強さはほぼ同じですから、回答は、「そんなことはない」ということになってしまいます。しかし、非金属材料では、一般に、引張強さは圧縮強さより小さいので、「その通り」ということになります。その理屈は、h191224さんが引用されたところに書いてある通りです。

No.4 回答者： h191224 回答日時： 2008/07/27 00:47

ANo.1です。

確かにANo.3の方のおっしゃる通り、早とちりをしましたね。
強度評価の基礎式は、
　　発生応力　≦　強度基準値　／　安全率
です。静的引張の一発破壊の場合は、
　　発生応力　≦　引張強さ　／　安全率
となります。

私はANo.1の回答で、

・鋼材で引張強さと圧縮強さが異なるのはおかしい。
　（鋼材では通常ほとんど一緒）

・均一な金属以外の材料で異なるとすれば、その理屈は、たとえば、引用したサイトに記載したようなことに原因がある。このような理屈に従う場合には、引張強さは圧縮強さよりも小さくなるのが普通。

ということを指摘したかったのですが、明らかに、許容応力を右辺側の強度基準値と、とり違えています。

私の勘違いはさておき、phage_2007さんは、さしつかえない範囲で下記の情報について書かれないと、回答者が的を絞りきれません。
（現状ではご覧の通り、回答者によってまちまちな答えが出てきてしまい、いずれも間違いではない、という状態に陥っています。）

・許容引張応力という用語を、どのような量と考えて質問されたのでしょうか？
・直面されている問題では、許容引張応力は許容圧縮応力にくらべてどの程度小さいのでしょうか？
・その違いは、何に掲載されているものなのでしょうか？
・対象構造の形状はどのようなものでしょうか？

No.2 回答者： smzs 回答日時： 2008/07/25 09:47

　『鋼材の許容引張応力は許容圧縮応力より小さい』ということが、本当にあるのですか？

　一応、「専門家」としておきましたが、私の知らない分野では、そのようなこともあるのかと思い、＃１様ご紹介のページに行っても『鋼材の許容引張応力は許容圧縮応力より小さい』ことは分かりませんでした。

　ということで、直接の回答は、「圧縮と引張りが逆ではないか、確認してください」とさせていただきます。

　少なくとも私の分野では、『鋼材の許容引張応力は許容圧縮応力より小さい』ことは、考えられません。逆に、『許容圧縮応力は許容引張応力より小さく』なっています。これは、圧縮の場合、座屈があるからです。
　例えば、ＳＭ４００材では、許容応力度は、引張の場合、一律に140MPaです。一方、圧縮の場合は、座屈の心配がない場合は引張と同じく140MPa、座屈の心配があるときは、140MPaから低減するようになっています。

　仮に、本当に引張の方が許容応力度が小さいのであれば、うーん、何でしょう？　　・・・　考えられるのは、疲労かな？
　引張の場合、疲労があるので安全率を大きめに取っているため、許容応力度が小さくなる、ということでしょうか？　しかも、座屈の心配が全くない場合のみを扱っている・・・

　分野と許容応力度の具体例を示して質問されると、その分野の方からの回答が付くかも知れません。

No.1 回答者： h191224 回答日時： 2008/07/24 22:38

下記の掲示板（CAE掲示板）に行って、検索ウィンドウ（右下の小さいウィンドウ）で、「引張と圧縮」と入れて、検索をかけてみましょう。

この掲示板で、以前議論になったことですので、その内容をまず読んでみましょう。
http://www.nc-net.or.jp/cadcamcae/
それでわからないことがあれば、また聞いてみて下さい。