変形の原理を考える！ ドローン検定1級「材料工学」
ドローン教授っす。本日の授業は「材料工学」じゃ
材料？ 材料の何をどうしたら工学になるんですか？
例えば、プラスチックの平らな板に重いものを乗せると、荷重によってひずむよね。その事。簡単にいうと、変形の原理。つまり「ひずみ」の定義の勉強よ
ムズ！いらないですその勉強！ 今やプラスチック削減で全世界が動いている中、プラスチックがどんだけ曲がろうが、私に興味はございません！！
勉強したくないだけじゃん。でもドローン検定１級の問題に出るんだもん。やらなきゃね
す、すいません。ひずみにまで計算式があることに動揺してしまいました。取り乱してすみません。
食わず嫌いは駄目じゃぞ。勉強してみると意外に面白いのじゃ。さて、「材料工学」の授業始めるぞ～
lesson52 変形の原理を考える！ ドローン検定1級「材料工学」
歪（ひずみ）とは
ひずみの定義は複雑じゃが、基本的に、荷重の印加によって材料が変化し、その変形は部材の長さを変えるものだ、ということじゃ
ひずみは、部材を構成する材質によって違うということですね。プラスチックだけの話じゃないんんですね
そうじゃ。ひずみとは、物体の変形量を表すものじゃ
公称ひずみ
公称？ 自称？ 何ですかそのひずみ？
この式で表されるひずみの事じゃ。長さLを△L分だけ引張る荷重ってことじゃな
弾性体
部材に重さを加えると変形し、加えた荷重を取り除くと元の形状に戻る部材の事を弾性体と呼ぶ
弾性体に荷重をかけると、ひずみが生じます。より大きなひずみは、部材内部でより大きな応力を生じています。
つまり、ひずみと応力は比例関係にある。そして、ひずみと応力の比をヤング率と呼ぶのじゃ。ヤング率が小さいと部材はやわらかく、高いと部材は硬いと判断できる
弾性変形と塑性（そせい）変形
突然だけど、あまたつ君。筋トレの時にエキスパンダーって使ったことある？
昭和っすね～ 中学の時に使いましたよ。いまじゃバネがビロビロですけどね。それが何にか？
弾性変形のイメージのためじゃ。弾性体は荷重で変形しても、荷重を取り除くと元にもどる。この現象を弾性変形と呼ぶのじゃ。また、荷重を取り除いても元に戻らなくなる現象を塑性（そせい）変形と呼ぶのじゃ。
エキスパンダーの荷重の大きさとひずみの量が一定の場合、つまりトレーニングできる状態の場合の領域が弾性変形の領域で、その領域はヤング率で表される。
でも、バネが伸びちゃってビロビロの場合は？
それが塑性（そせい）変形の領域に入ったということで、その領域に入る点を降伏点と呼ぶ。そして、ひずみがある一定に達すると、部材は断絶してしまい、まるで君の使い物にならないエキスパンダーみたいになる。それを破断点と呼ぶのじゃ
応力集中
部材の一部に亀裂や切り抜きがあると、その部分に応力が集中する。その現象を応力集中と呼ぶのじゃ
部材の応力集中の箇所を発見し、その部分を強化しなければならないということですね
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まとめ
ひずみの原理は厳密にいえば、曲げ変形の説明も必要になるが、ドローン検定１級の試験はそこまで追及しないようじゃ。出るのは基礎的な部分じゃ
ひずみと応力の比がヤング率・・・。エキスパンダーも若いころはめっちゃ伸びましたけど、いまじゃヤング率が衰えましたよ。
君の降伏点も早すぎじゃろ
参考：ドローン検定協会公式ＢＯＯＫ ドローンの教科書
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