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24 関係: ばね、ひずみ、塑性、弾性エネルギー、弾性率、形状記憶合金、応力、圧縮率、マルテンサイト変態、ヤング率、フックの法則、エラストマー、エントロピー弾性、ゴム、剛性率、固体、粘度、粘弾性、線型性、超弾性、自由振動、降伏 (物理)、材料力学、構造力学。
ばね
ばねとは、力が加わると変形し、力を取り除くと元に戻るという、物体の弾性という性質を利用する機械要素である。広義には、弾性の利用を主な目的とするものの総称ともいえる。ばねの形状や材質は様々で、日用品から車両、電気電子機器、構造物に至るまで、非常に多岐にわたって使用される。 ばねの種類の中ではコイルばねがよく知られ、特に圧縮コイルばねが広く用いられてる。他には、板ばね、渦巻ばね、トーションバー、皿ばねなどがある。ばねの材料には金属、特に鉄鋼が広く用いられているが、用途に応じてゴム、プラスチック、セラミックスといった非金属材料も用いられている。空気を復元力を生み出す材料とする空気ばねなどもある。ばねの荷重とたわみの関係も、荷重とたわみが比例する線形のものから、比例しない非線形のものまで存在する。ばねばかりのように荷重を変形量で示させたり、自動車の懸架装置のように振動や衝撃を緩和したり、ぜんまい仕掛けのおもちゃのように弾性エネルギーの貯蔵と放出を行わせたりなど、色々な用途のためにばねが用いられる。 「ばね」は和語の一種だが、平仮名ではわかりにくいときは片仮名でバネとも表記される。現在使用されている漢字表記では発条と書かれる。英語に由来するスプリング（spring）という名称でもよく呼ばれる。語源は諸説あるが、「跳ね」「跳ねる」から転じて「ばね」という語になったとされる。 人類におけるばねの使用の歴史は太古に遡り、原始時代から利用されてきた弓はばねそのものである。カタパルト、クロスボウ、機械式時計、馬車の懸架装置といった様々な機械や器具で利用され、ばねは発展を遂げていった。1678年にはイギリスのロバート・フックが、ばねにおいて非常に重要な物理法則となるフックの法則を発表した。産業革命後には、他の工業と同じくばねも大きな発展を遂げ、理論的な設計手法も確立していった。今日では、ばねの製造は機械化された大量生産が主だが、一方で特殊なばねに対しては手作業による製造も行われる。現在のばねへの要求は多様化し、その実現に高度な技術も求められるようになっている。.
ひずみ
ひずみ（Strain）は、連続体力学における物体の変形状態を表す尺度であり、物体の基準（初期）状態の単位長さあたりに物体内の物質点がどれだけ変位するかを示す。.
塑性
塑性（そせい、英語：plasticity）は、力を加えて変形させたとき、永久変形を生じる物質の性質のことを指す。延性と展性がある。荷重を完全に除いた後に残るひずみ（伸び、縮みのこと）を永久ひずみあるいは残留ひずみという。この特性は加工しやすさを意味し金属が世界中に普及した大きな要因である。またこの特性を結晶学的に説明することに成功したのがOrowanらによる転位論である。 金属材料の展性および延性についての明確な定義は多岐に渡り一言には説明しづらいが、実用的には、次のように考えられている。金属材料の塑性変形抵抗を示す代表的指標に硬さがあり、さらには機械的性質を調べる代表的な方法として、引張試験があるが、低強度域（破壊力学的欠陥の作用しない領域）では硬さと比例関係にある。 この際、得られる特性値として、次のようなものがある。.
弾性エネルギー
弾性エネルギー（だんせいエネルギー、）とは、ばねやゴムなどの弾性体の変形に伴うエネルギーである。位置エネルギーの一種である。.
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弾性率
弾性率（だんせいりつ、elastic modulus）は、変形のしにくさを表す物性値であり、弾性変形における応力とひずみの間の比例定数の総称である。弾性係数あるいは弾性定数とも呼ばれる。 1807年にトマス・ヤングによって導入された。.
形状記憶合金
形状記憶合金（けいじょうきおくごうきん、Shape memory alloy, SMA）は、ある温度(変態点)以下で変形しても 、その温度以上に加熱すると、元の形状に回復する性質を持った合金で、この性質を形状記憶効果（SME)という。.
応力
応力（おうりょく、ストレス、stress）とは、物体連続体などの基礎仮定を満たすものとする。の内部に生じる力の大きさや作用方向を表現するために用いられる物理量である。物体の変形や破壊などに対する負担の大きさを検討するのに用いられる。 この物理量には応力ベクトル と応力テンソル の2つがあり、単に「応力」といえば応力テンソルのことを指すことが多い。応力テンソルは座標系などを特別に断らない限り、主に2階の混合テンソルおよび混合ベクトルとして扱われる（混合テンソルについてはテンソル積#テンソル空間とテンソルを参照）。応力ベクトルと応力テンソルは、ともに連続体内部に定義した微小面積に作用する単位面積あたりの力として定義される。そのため、それらの単位は、SIではPa (N/m2)、重力単位系ではkgf/mm2で、圧力と同じである。.
圧縮率
圧縮率(あっしゅくりつ、Compressibility)とは、系にかかる圧力に対して、系の体積がどの程度変化するかを表す状態量である。.
マルテンサイト変態
マルテンサイト変態（マルテンサイトへんたい、Martensitic transformation）は、合金(特にFe-C鋼)において結晶格子中の各原子が拡散を伴わずに協働的に移動することにより新しい結晶構造となる変態をいう『機械材料学』、日本材料学会、太洋堂、2000年、57頁。このことから、マルテンサイト変態を無拡散変態ともいう。ドイツの冶金学者が発見した。これにより形成されるマルテンサイト構造はラスマルテンサイトとレンズマルテンサイトに大別され、Fe-C鋼においては0.6wt％Cの固溶濃度で分けられる。レンズマルテンサイトは過剰な浸炭組織に見られ、脆いために構造材料には適さない。 マルテンサイト変態に関する諸現象には、温度依存性、時間依存性、応力依存性によるものが考えられる。マルテンサイト変態は可逆的であり、温度を下げてマルテンサイトを生成させたものを加熱してゆくと元の母相に戻る。これを「逆変態」という。この逆変態は、マルテンサイト変態と同様の機構、すなわち拡散を伴わない剪断変形により起こるものである。 形状記憶物質（形状記憶合金・形状記憶繊維など）には、この性質を応用したものもある。.
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ヤング率
ヤング率（ヤングりつ、Young's modulus）は、フックの法則が成立する弾性範囲における、同軸方向のひずみと応力の比例定数である。この名称はトマス・ヤングに由来する。縦弾性係数（たてだんせいけいすう、modulus of longitudinal elasticity）とも呼ばれる。.
フックの法則
フックの法則（フックのほうそく、Hooke's law）は、力学や物理学における構成則の一種で、ばねの伸びと弾性限度以下の荷重は正比例するという近似的な法則である。弾性の法則（だんせいのほうそく）とも呼ばれる。フックの法則が近似として成り立つ物質を線形弾性体またはフック弾性体 (Hookean elastic material) と呼ぶ。 フックの法則は17世紀のイギリスの物理学者、ロバート・フックが提唱したものであり、彼の名を取ってフックの法則と名づけられた。フックは1676年にラテン語のアナグラムでこの法則を記述し、1678年にアナグラムの答えが、即ち であると発表した。フックの法則に従う系では、荷重は伸びに正比例し と表される。ここで.
エラストマー
ラストマー(elastomer)とはゴム弾性を有する工業用材料の総称。 「elastic（弾力のある）」と「polymer（重合体）」を組み合わせた造語。.
エントロピー弾性
ントロピー弾性（エントロピーだんせい）とは、温度を一定にして体積を変化させたときのエントロピー変化により生じる弾性力である。具体的には閉空間に閉じ込めた気体や、高分子などの物体に応力を加えて引き伸ばした際にエントロピーが低下し、エントロピー増大則によってミクロブラウン運動が起こり、元の形状に戻ろうとする力が生じている。 代表的なものとしてゴム状態の固体が持つゴム弾性がある。また形状記憶合金の性質にもエントロピー弾性が働いていると考えられる。 もう1種の弾性として「エネルギー弾性」がある。.
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ゴム
ム（gom）は、元来は植物体を傷つけるなどして得られる無定形かつ軟質の高分子物質のことである。現在では、後述の天然ゴムや合成ゴムのような有機高分子を主成分とする一連の弾性限界が高く弾性率の低い材料すなわち弾性ゴムを指すことが多い。漢字では「護謨」と書き、この字はゴム関連の会社名などに使われることが多い。エラストマーの一種であり、エラストマーはゴムと熱可塑性エラストマーの二つに分けられる。 天然ゴムの原料となるラテックスの採取.
剛性率
剛性率（ごうせいりつ）は弾性率の一種で、せん断力による変形のしにくさをきめる物性値である。せん断弾性係数（せん断弾性率）、ずれ弾性係数（ずれ弾性率）、横弾性係数、ラメの第二定数ともよばれる。剛性率は通常Gで表され、せん断応力とせん断ひずみの比で定義される。 ここで ヤング率が材料の引張り試験で容易に測定できるのに比べ、純せん断状態を作るのは難しいため直接測定しにくい値である。 等方性材料（異方性のない材料）では、ヤング率およびポアソン比との間に次の関係がある。 いくつかの材料のヤング率・剛性率・ポアソン比を下表に示す。.
固体
固体インスリンの単結晶形態 固体（こたい、solid）は物質の状態の一つ。固体内の原子は互いに強く結合しており、規則的な幾何学的格子状に並ぶ場合（金属や通常の氷などの結晶）と、不規則に並ぶ場合（ガラスなどのアモルファス）がある。 液体や気体と比較して、変形あるいは体積変化が非常に小さい。変形が全く起こらない剛体は理想化された固体の一つである。連続体力学においては、固体は静止状態においてもせん断応力の発生する物体と捉えられる。液体のように容器の形に合わせて流動することがなく、気体のように拡散して容器全体を占めることもない。 固体を扱う物理学は固体物理学と呼ばれ、物性物理学の一分野である。また物質科学はそもそも、強度や相変化といった固体の性質を扱う学問であり、固体物理学と重なる部分が多い。さらに固体化学の領域もこれらの学問と重なるが、特に新しい物質の開発（化学合成）に重点が置かれている。 今まで知られている最も軽い固体はエアロゲルであり、そのうち最も軽いものでは密度は約 1.9 mg/cm3 と水の密度の530分の1程度である。.
粘度
粘度（ねんど、Viskosität、viscosité、viscosity）は、物質のねばりの度合である。粘性率、粘性係数、または（動粘度と区別する際には) 絶対粘度とも呼ぶ。一般には流体が持つ性質とされるが、粘弾性などの性質を持つ固体でも用いられる。 量記号にはμまたはηが用いられる。SI単位はPa·s（パスカル秒）である。CGS単位系ではP（ポアズ）が用いられた。 動粘度(後述）の単位として、cm/s.
粘弾性
粘弾性（ねんだんせい、）とは粘性と弾性の両方を合わせた性質のことである。基本的にすべての物質が持つ性質であるが、特にプラスチックやゴムなどの高分子物質に顕著に見られる。.
線型性
線型性（せんけいせい、英語: linearity）あるいは線型、線形、線状、リニア（せんけい、英語: linear、ラテン語: linearis）とは、直線そのもの、または直線のようにまっすぐな図形やそれに似た性質をもつ対象および、そのような性質を保つ変換などを指して用いられている術語である。対義語は非線型性（英語：Non-Linearity）である。 英語の数学用語のlinear にあてる日本語訳としては、線型が本来の表記であると指摘されることもあるが、他にも線形、線状などといった表記もしばしば用いられている。また一次という表記・表現もしばしば用いられている。というのはlinearは、（多変数の）斉一次函数を指していると考えて間違っていない場合も多いためである。.
超弾性
超弾性（ちょうだんせい、Hyperelasticity）とは、物体を構成する物質の力学的特性の数理的表現のひとつであり、ひずみエネルギー密度関数（単位体積あたりのひずみエネルギーを表す弾性ポテンシャル）を有することが特徴である。超弾性を有する物質を超弾性体とよび、ゴムの最も簡易なモデルとして登場したことに由来して、数十％～数百％の大ひずみ状態を想定している。.
自由振動
自由振動（じゆうしんどう、free oscillation、free vibration）とは、ある系がその固有振動数で振動することである。減衰のない自由振動では強制振動とは異なり、系に外部から力が作用しなくても運動しつづける。.
降伏 (物理)
降伏（こうふく）とは、金属材料などに応力を加えていくと現れる現象である。例えば鋼に応力を加えていくと、応力－ひずみ線図は図1のような挙動を示す。図1では、応力が点2に至るとひずみは大きくなるのに対し引っ張り応力は下降する。このとき鋼は降伏したという。点2に至るまでの変形は弾性変形であり荷重を除荷すれば形状は元に戻るのに対し、降伏後は塑性変形になり除荷しても弾性変形分（点2までの変形）以上は戻ることはない。 降伏中の最大の応力を上降伏点（点2）、最低の応力を下降伏点という。実用上は上降伏点が、弾性変形の最大基準の応力としてよく利用されている。.
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材料力学
材料力学（ざいりょうりきがく、）は、応用力学の一分野で、機械や構造物に負荷が加わったときの変形、そして破壊の原理を研究する学問である。.
構造力学
構造力学（こうぞうりきがく、英語：structural mechanics）は連続体力学の一分野であり、橋梁、建築物、ヴィークル類などの構造物が荷重を受けたときに生じる応力や変形などを解析するための力学である。一つの物体のときは材料力学という。土木工学の分野では根幹を成す学問分野であり、水理学、地盤力学と合わせて「3力（さんりき）」と呼ばれることがある。.
