固体の物体を一つの方向に伸ばすと、これと直角の方向には縮む。この縮みのひずみと伸びのひずみの比をポアソン比という。フランスの数学者・物理学者ポアソンによって導入された。長さlの物体がΔlだけ伸びたときに、幅aがΔaだけ縮んだとすると、ポアソン比σは
σ=(Δa/a)/(Δl/l)
で与えられる。等方的弾性体ではポアソン比σは、体積弾性率K、ずり弾性率Gと
K=2G(1+σ)/3(1-2σ)
の関係があり、σはゼロから0.5までの値をとる可能性がある。ゴムのようにKに比べてGが小さい物質ではσはほとんど0.5になる。しかし結晶のような弾性的異方性をもった物質ではかならずしもσはゼロから0.5の間になるとは限らない。ポアソン比を求めるには、直接に伸びと縮みを測定する場合と、他の弾性率から計算する場合とがある。
[和田八三久]
Poisson’s ratio
弾性体の軸方向に外力を加えたとき,軸方向の歪みと軸と直角方向の歪みとの比。軸方向の単位長さ当りの縮み(または伸び)をγとし,同時に軸と直角方向の単位長さ当りの伸び(または縮み)をβとすれば,-β/γ=μなる比は弾性限界内では物質により一定の定数値となり,これをポアソン比という。この逆数1/μはポアソン数(Poisson’s number)という。物理学史上で,等方弾性体の独立な弾性定数が1個か2個かという論争があり,ポアソンは1個説を主張。その際,等方弾性体では縦歪みと横歪みの比が4:1になるはずであると理論的に予測した。結果は,縦横比そのものが一つの独立な弾性定数であることが明らかになり,ポアソンの1個説は敗れた。
執筆者:桑原 徹・菊地 正幸
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… 弾性係数としては,伸びのひずみと応力の関係を与えるヤング率,ずれのひずみと応力の関係を与える剛性率(ずれの弾性係数),静水圧(すべての方向に一様な圧力)による体積変化の割合を与える体積弾性率などがある。また,ある方向に伸び(あるいは縮み)のひずみを生じさせたとき,その方向と垂直な方向に逆符号のひずみ(伸びに対しては縮み,縮みに対しては伸び)が生ずるが,この二つのひずみの割合をポアソン比と呼ぶ。 応力の大きさが弾性限度をこえると,応力が0になってもひずみが残る。…
…このほかに,結晶を構成する原子どうしの相互作用ポテンシャルが中心力(ポテンシャルが相互の距離のみに依存する)の場合,コーシーの関係と呼ばれる関係がある。 もっともふつうに使われる弾性係数は,ヤング率,剛性率(ずれ弾性率),体積弾性率,ポアソン比である。これらは等方弾性体について次のように定義される。…
…(d-d0)/d0を,このときの横ひずみという。縦ひずみ‐横ひずみを垂直ひずみnormal strainと総称し,横ひずみε1と縦ひずみεの比はポアソン比と呼ぶ。 次に図2に示すように,高さh0の直方体を互いに平行な2面がずれるように変形(せん断変形)させたとき,そのずれの角(せん断角)をγ(単位はrad)とすると,このγをせん断ひずみshear strainという(ひずみは単位寸法あたりの変形量であるから,本来,せん断ひずみは図においてλ/h0=tanγで定義されるが,変形が微小であればtanγ=γとおくことができ,角度の変化として与えられる)。…
※「ポアソン比」について言及している用語解説の一部を掲載しています。
出典|株式会社平凡社「世界大百科事典(旧版)」
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