Main Difference – Tensile vs Compressive Stress (引張応力と圧縮応力の違い)

引張応力と圧縮応力は、材料が受ける可能性のある2種類の応力です。

応力の種類は、材料に加えられる力によって決まります。

引張力（伸びる力）であれば、材料は引張応力を受けます。

圧縮する力であれば、圧縮応力となります。

引張応力と圧縮応力の主な違いは、引張応力が伸びをもたらすのに対し、圧縮応力は縮みをもたらすことです。

 材料によっては、引張応力には強く、圧縮応力には弱いものがあります。

しかし、コンクリートのように、引張応力には弱く、圧縮応力には強い材料もあります。

したがって、この2つの量は、用途に適した材料を選択する際に非常に重要です。

その重要性は、用途によって異なります。

ある用途では、引張応力に強い材料が必要です。

しかし、特に構造工学の分野では、圧縮応力に強い材料が必要な場合もある。

引張応力とは

引張応力とは、伸びや引っ張りの力に関連する量です。

通常、引張応力は単位面積あたりの力として定義され、記号σで示される。

物体に外部から伸びる力（F）を加えたときに発生する引張応力（σ）は、σ＝F/A（Aは物体の断面積）で与えられる。

従って、引張応力のSI単位はNm-2またはPaとなる。

荷重や引張力が大きいほど、引張応力は大きくなります。

物体にかかる力に対応する引張応力は、物体の断面積に反比例する。

物体に伸びる力が加わると、物体は伸長する。

引張応力とひずみのグラフの形は、材料によって異なります。

引張応力には降伏強さ、極限強さ、破断強さ（破断点）の3つの重要な段階があります。

これらの値は、引張応力とひずみのグラフをプロットすることによって求めることができる。

グラフを描くのに必要なデータは、引張試験で得られます。

引張応力とひずみのグラフは、ある引張応力の値までは直線的で、それ以降はずれていきます。

フックの法則が成り立つのは、その値までです。

引張応力を受けている材料は、荷重や引張応力を取り除くと元の形状に戻る。

このような材料の能力は、材料の弾性と呼ばれる。

しかし、材料の弾性特性は、材料の降伏強度と呼ばれるある値の引張応力までしか見ることができない。

材料は降伏強度の時点で弾性を失う。

それ以後は永久変形を起こし、引張外力を完全に取り除いても元の形状に戻ることはない。

金のような延性材料は塑性変形が顕著です。

一方、セラミックスのような脆い材料は、塑性変形が小さい。

材料の極限引張強度は、その材料が耐えられる最大引張応力のことである。

特に製造やエンジニアリングの用途では非常に重要な量です。

材料の破断強度は、破断点における引張応力です。

また、極限引張応力が破断応力と等しくなる場合もあります。

圧縮応力とは

圧縮応力は、引張応力の反対です。

物体に圧縮力が加わると、物体は圧縮応力を受ける。

つまり、圧縮応力を受けた物体は短くなる。

圧縮応力は、単位面積あたりの力とも定義され、記号σで示される。

物体に外力（F）を加えたときの圧縮応力（σ）は、σ＝F/Aで与えられます。

圧縮力が大きい程、圧縮応力は大きくなる。

材料が高い圧縮応力に耐えられるかどうかは、特に工学的な応用において非常に重要な機械的特性です。

鉄のような材料は、引張応力と圧縮応力の両方に強いものがあります。

しかし、コンクリートのように圧縮応力下でのみ強度を発揮する材料もあります。

コンクリートは引張応力には比較的弱い。

When a structural component is bent, it undergoes both lengthening and shortening at the same time. The following figure shows a concrete beam subjected to a bending force. Its upper part is elongated due to the tensile stress whereas the bottom part is shortened due to the compressive stress. Therefore, it is very important to choose a suitable material when designing such structural components. A typical material should be sufficiently strong under both tensile and compressive stresses.

引張応力と圧縮応力の違い

物理的な結果

引張応力。

引張応力：引張応力により伸長する。

圧縮応力。

圧縮応力：圧縮応力により短縮される。

原因は

引張応力。

引張応力は、伸びる力によって発生します。

圧縮応力。

圧縮応力は、圧縮力によって発生する。

ストレス下のオブジェクト。

引張応力。

クレーンのケーブル，糸，ロープ，釘などには，引張応力がかかる。

圧縮応力。

コンクリート柱には圧縮応力がかかる。

強靭な素材

引張応力。

鋼は引張に強い。

Compressive stress: Steel and concrete are strong under compressive stress.