ヤング率とは
ヤング率(Young’s Modulus)は、材料の剛性を示す物理量であり、応力とひずみの関係を表します。
簡単に言えば、ヤング率が高い材料ほど、力を加えたときに変形しにくい性質を持ちます。
この特性は、構造設計や材料選定において非常に重要な指標です。
様々な材料のヤング率一覧
以下に、様々な材料のヤング率をタイプ別にまとめました。材料の選定や比較に役立ててください。
金属材料のヤング率
材料 | ヤング率 (GPa) |
---|---|
アルミニウム合金 | 69 |
鉄 (鋼) | 210 |
ステンレス鋼 | 193 |
チタン合金 | 110 |
銅 | 110 |
真鍮 | 100 |
鉛 | 16 |
マグネシウム合金 | 45 |
白金 | 168 |
金 | 78 |
銀 | 83 |
非金属材料のヤング率
材料 | ヤング率 (GPa) |
---|---|
ガラス | 50-90 |
ダイヤモンド | 1050-1200 |
石英 | 72-74 |
シリコン | 130-188 |
複合材料のヤング率
材料 | ヤング率 (GPa) |
---|---|
炭素繊維強化プラスチック (CFRP) | 70-150 |
グラファイト強化プラスチック | 90-120 |
アラミド繊維 | 70-130 |
炭素繊維 | 230-240 |
プラスチック・ゴムのヤング率
材料 | ヤング率 (GPa) |
---|---|
ポリエチレン | 0.2-1.0 |
ポリカーボネート | 2.3-2.4 |
ナイロン | 2-4 |
ゴム (天然ゴム) | 0.01-0.1 |
天然材料のヤング率
材料 | ヤング率 (GPa) |
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木材(縦方向) | 9-16 |
木材(横方向) | 0.5-1 |
コンクリート | 20-40 |
材料の選定におけるヤング率の重要性
ヤング率は、材料が構造物の一部としてどの程度の剛性を提供できるかを評価するための重要な指標です。
例えば、航空機の設計においては、軽量でありながら高い剛性を持つ材料が求められるため、チタン合金や炭素繊維強化プラスチック(CFRP)などが選ばれます。
一方で、柔軟性が必要な用途には、ヤング率の低いゴムやプラスチックが使用されることが多いです。
まとめ
ヤング率は、材料の力学的性質を理解する上で欠かせない重要な指標です。設計や材料選定の際には、ヤング率を考慮して最適な材料を選ぶことが求められます。
この記事で紹介した様々な材料のヤング率を参考に、あなたのプロジェクトに適した材料を見つけてください。
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