剛性解析(ごうせいかいせき)

剛性解析とは、構造解析の一種であり、構造物や機械、部品などにかかる力に対して発生する変形について着目して解析します。

剛性は、物体に荷重がかかった際にゆがんだり、縮んだり、伸びたりしづらいことを示すための指標です。つまり、「硬いか、柔らかいか」を判断します。

剛性は、「 ヤング率 」で示されます。ばねにおいて、伸びと弾性限度以下の荷重は正比例するというフックの法則に基づいており、弾性範囲における応力とひずみの比例関係を表す比例係数のことをヤング率といいます。ヤング率が高いほど、剛性も高くなります。単位はPa（パスカル）ですが、剛性が高い金属ではGPa以上になります。ヤング率は、CAEソフトウェアで材料物性を設定する際の数値指標の1つにもなります。

剛性は、材料や物体単体だけではなく、機械や構造物全体についても評価します。自動車設計においては、剛性が高ければ、自動車の走行時に車両のサスペンションのジオメトリを強固に維持できるため、設計者が狙った操舵性能を発揮できます。またボディに振動が起こりにくいため、ドライバーの乗り心地も良好になります。機械工学の初学者は強度と剛性を混同しがちですが、強度と剛性は全く異なる指標です。強度が高いからといって剛性も高くなるとは限りません。逆もしかりです。また、構造の評価では、強度と剛性のバランスが重要になります。

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