弾性係数、降伏強度、密度の参照表。
表には他のBeamMetric計算機で使用する4つの特性が記載されています:剛性のためのヤング率E、永久変形開始点の降伏強度、ねじりのためのせん断弾性係数G、自重のための密度。7種類の一般的な構造材料の値が記載されています。
記載の両鋼材はE=200,000 MPa、密度7,850 kg/m³を共有していますが、A992はA36の250 MPaに対して345 MPaで降伏します。剛性を変えずに強度が38%向上します。ステンレス304はE=193,000 MPa、降伏強度215 MPaです。
アルミ6061(E=69,000 MPa、2,700 kg/m³)は鋼材の約1/3の剛性と密度を持ちます。チタンGr5は880 MPaの降伏強度と4,510 kg/m³を組み合わせています。2種の木材(ダグラスファーとサザンパイン)はE=12,400〜13,800 MPa、密度530〜590 kg/m³です。
剛性は同じ(両方E=200,000 MPa)ですが、A992はA36の250 MPaに対して345 MPaで降伏します。38%の強度優位性が同じ密度で得られます。A36からA992に交換した梁は、たわみは全く同じでより多くの荷重に抵抗できます。
それぞれ異なる問いに答えます。Eはたわみと座屈を支配し、長スパンでしばしば設計を制御します。降伏強度は永久変形を支配します。チタンGr5は880 MPaで降伏しますが、E=114,000 MPaは鋼材の半分強であるため、同じ荷重でははるかに多くたわみます。
注目すべきことに、金属はほぼ同じです:E÷密度は鋼材約25.5(200,000/7,850)、6061アルミ25.6、チタンGr5は25.3(同じ単位)。軽金属は絶対重量で優位であり、比剛性ではありません。ダグラスファーでも約23.4に達します。
ねじりとせん断変形はEではなくGに依存し、その比率は材料によって異なります。鋼材のG=79,300 MPaはEの約40%ですが、ダグラスファーの810 MPaはEのわずか6.5%—木材はねじりに対して不釣り合いに柔軟です。