主な違い – 応力とひずみ

物体に変形力が作用すると、その形状が変化することがあります。 応力とひずみの主な違いは、応力が物体の単位面積あたりの変形力を測定するのに対し、ひずみは変形力によって引き起こされる長さの相対的な変化を測定することです。 応力は物体の単位面積あたりの変形力として定義されます。 物体にかかる力は表面に平行な方向と垂直な方向に分解できるので、法線応力は単位面積あたりの表面に垂直な力に等しいと定義する。 同様に、せん断応力は、単位面積当たり表面に平行な力と定義する。 表面に働く力を、表面の面積をとすると、応力は次式で与えられる：

応力は圧力と同じ次元なので応力の測定単位もN m-2 または Pa（1 Pa=1 N m-2 ）になります。 材料が長くなるように力が働くとき、その応力は引張応力と呼ばれます。

ひずみとは

ひずみは、物体に作用する力によって生じる相対変形の量を測定します。 ここでは簡単のため、正規の応力によって生じる正規のひずみだけを考えることにします。 物体の元の長さがで、応力により長さがに変化したとします。 長さの変化はとなります。 ひずみは次式で与えられる。

epsilon =\frac{Delta l}{l_0}

分子と分母がともに長さの単位を持つ分数で与えられるのでひずみ自体には単位がない、つまり「無次元量」であることがわかります。

応力-歪み曲線

物体に作用する応力を変化させると、物体の歪みがどのように変化するかのグラフを描くことができます（これはたとえば重りを加えることで可能です）。 このグラフは応力-ひずみ曲線と呼ばれ、物体がどのような材料でできているかという多くの情報を明らかにします。 下の図は延性材料の典型的な応力-ひずみ曲線を示しています (「延性」とは、材料をよく伸ばすことができるという意味です)。

Stress-strain curve for a ductile material

曲線の弾性領域の傾斜はヤング率と呼ばれています。 これは材料技術者にとって非常に重要な数値で、材料に与えられた応力によってどれだけのひずみが生じるかを示します。

応力とひずみの違い

何を測定するか

応力は、物体の単位面積あたりに働く力を示します。

ひずみは、変形する力による長さの相対的な変化を与えます。

単位

応力はパスカル（Pa）で測定します。