ポアソン比とは？構造解析における重要な概念を解説！

「ポアソン比」とは

ポアソン比とは、材料が引っ張られたり圧縮されたりした際に、荷重方向と垂直方向にどの程度変形するかを表す値です。
つまり、ポアソン比は材料の横方向の変形量を縦方向の変形量で割ったものとして定義されます。

ポアソン比と変形予測

ポアソン比は、材料が力を受けた際の変形挙動を予測するために必要不可欠です。

例えば、鉄骨構造物を設計する際には、荷重によって部材がどの程度縮むか、また、それに伴って横方向にどれくらい膨らむかを知る必要があります。このような変形予測にポアソン比が使われます。

ポアソン比の例

一般的な鋼材のポアソン比は0.3程度です。
つまり、鋼材に引張荷重がかかり1%伸びた場合、横方向には0.3%縮みます。
一方、コンクリートのポアソン比は0.2程度と小さく、横方向への変形が抑えられます。

材料名	ポアソン比
鋳鉄	0.27
圧延鋼	0.3
ステンレス(sus304)	0.3
アルミニウム	0.3
黄銅(C3604)	0.33

まとめ

ポアソン比は材料ごとに異なる値をとり、構造設計において重要な役割を果たします。
まとめると、ポアソン比は材料の変形特性を表す重要な値です。構造物の設計では、使用材料のポアソン比を考慮に入れることで、より精度の高い解析と安全性の確保が可能になります。構造解析の分野に携わる際には、ポアソン比の概念を理解しておきましょう。