等方性の線形弾性体の縦弾性係数(ヤング率)が 200 GPa、ポアソン比が 0.25 であるとき、せん断弾性係数 G として最も近いものはどれか。
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解答正解 2
等方性弾性体では、縦弾性係数 E、せん断弾性係数 G、ポアソン比 ν の間に E=2G(1+ν) の関係が成り立つ。したがって G=E/{2(1+ν)}=200/(2×1.25)=80 GPa。独立な弾性定数は 2 つだけであり、残りは換算できる。ν は 0〜0.5 の範囲にあり、金属では 0.3 前後が典型的である。
選択肢ごとの判定
1E にポアソン比を掛けた値。弾性定数間の関係式とは無関係な計算である。
2正しい。G=E/{2(1+ν)}=200/(2×1.25)=80 GPa。
3ポアソン比の影響を無視して E/2 とした値。ν=0 のときの値に相当する。
4分母を 2(1-ν) として計算した値。符号を取り違えている。
5分母の係数 2 を落とし、E/(1+ν) とした値。