材料力学（1）：材料力学と荷重の種類

材料力学：外力が材料内部に及ぼす影響、特に材料の破壊に対する抵抗、すなわち強度を考察する学問です。

 

材料内部の変化：

1. 変形：変形量やひずみで表します。
2. 力への抵抗：抵抗や応力として表します。

変形の種類：

1. 弾性：変形を生じさせた力を取り除くと、材料が元の形に戻る性質です。
A. 例：ゴム、ばね。
B. 一定の形を持つ固体でのみ現れる性質です。

2. 塑性：加えた力を取り除いても、変形した材料が元の状態に戻らないこと。永久変形です。

荷重：物体に作用する外力。

1. 作用状態による荷重の分類：
A. 軸方向荷重（垂直荷重）：材料の軸方向（垂直方向）に作用する荷重。
i. 引張荷重：材料を軸方向に引っ張る荷重。
ii. 圧縮荷重：材料を軸方向に押す荷重。
        
B. せん断荷重：材料の軸に垂直に作用する荷重。
C. 曲げ荷重：材料を曲げるときに作用する荷重。
D. ねじり荷重：材料をねじるときに作用する荷重。

2. 作用時間による荷重の分類：
        
A. 静荷重：
i. 大きさと方向が時間とともに変化しません。
ii. 大きさと方向が時間とともに変化しても、無視できる程度です。

B. 動荷重：荷重の大きさや方向が時間とともに変化します。
i. 繰返し荷重：大きさの異なる力が連続して繰り返し作用する荷重。
ii. 交番荷重：大きさと方向が時間とともに変わる荷重で、振動による重ね合わせの影響が生じることがあります。
iii. 衝撃荷重：衝撃によって瞬間的に作用する大きな荷重。

3. 荷重の分布状態による分類：
A. 集中荷重：特定の点に集中して作用する荷重。
B. 分布荷重：一定の長さや面積に分布する荷重。
C. 移動荷重：物体の上を移動しながら作用する荷重。
i. 例：列車が通過するときに鉄道が受ける荷重。