第35回 臨床工学技士国家試験 午前 第81問

ヤング率（縦弾性係数）E は、垂直応力 σ と縦ひずみ ε の比（E＝σ/ε）で定義される。断面に一様な垂直応力を生じさせる負荷＝引張り荷重と圧縮荷重で求める。

【各選択肢の解説】

ａ．圧縮荷重
✅ 正しい。断面に一様な垂直（圧縮）応力が生じ、そのときの縦ひずみとの比からEが得られる。

ｂ．引張り荷重
✅ 正しい。引張試験は応力－ひずみ曲線の直線部の傾きからEを求める標準的な方法である。

ｃ．せん断荷重
❌ 誤り。せん断荷重で生じるのはせん断応力とせん断ひずみで、その比は剛性率（横弾性係数）G である。正しくは、せん断荷重から求まるのは剛性率Gである。

ｄ．曲げモーメント
❌ 誤り。曲げでは断面の片側に引張り、反対側に圧縮が生じ、応力が断面内で一様でない。たわみからEを間接的に計算する方法はあるが、Eの定義どおりの一様な垂直応力を与える負荷ではない。正しくは、曲げで直接問題になるのは断面二次モーメントとたわみである。

ｅ．ねじりモーメント
❌ 誤り。ねじりで断面に生じるのはせん断応力である。正しくは、ねじり試験から求まるのは剛性率Gである。

【試験対策ポイント】

等方性材料では E＝2G(1＋ν) が成り立つ。