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5. 弾性的性質の数学モデル
5.4 柱の座屈の現れ方
5.4.3 柱の弾性座屈が起こるメカニズム
柱の弾性座屈現象は、1mの竹製、または30cmのプラスティック製の柔らかな物差しがあれば、教育目的に向く、安全で手近な実験ができます。スチールテープ製の巻尺も便利です。長い物差しは初期変形がありますので、図5.2の状態を実験できて、変形が圧縮力に比例して増加することを経験できます。スチールテープは、或る長さに引き出した部分は、薄いテープの横方向が孤状になって、一応の曲げ剛性を示す真っ直ぐな柱になります。これ、または短い物差しに圧縮力を加えていくと、或る瞬間に突然曲がります。そのときは、真っ直ぐな状態まで抵抗していた力が小さくなります。この実験の場合には力加減ができます。しかし、実際構造のモデルに錘を載せていく状態を作ると、曲げ変形に歯止めが掛かりませんので、危険な破壊を起こします。材料実験の話しは第９章でしますが、柱の座屈実験をするとき、安全に実験するための注意が必要です。材料試験機では、強制的に変位させるメカニズムを使って、結果的に柱に圧縮力を作用させます。座屈が起きると、変位が急に増加しますので、荷重の方が下がります。そこで実験を中止することができて、大きな変形に進む危険な状態を避けることができます。