ねじり剛性計算機
部材全体の「ねじりにくさ」を表すねじり剛性と、実際のねじれ角度を計算します。
ねじり剛性とは？
ねじり剛性 (Torsional Stiffness, $K_t$) は、構造体全体が「どれだけねじれにくいか」を表す指標です。「トルク $T$ を加えたときに、どれだけ角度 $\theta$ (ラジアン) ねじれるか」の関係式 $T = K_t \cdot \theta$ で定義されます。
計算公式
均一な断面を持つ棒のねじり剛性は以下の式で求められます。
$K_t = \frac{G \cdot J}{L}$
- $K_t$: ねじり剛性 (N⋅m/rad)
- $G$: 横弾性係数 (Pa または N/m²)
- $J$: ねじり定数 (m⁴)
- $L$: 長さ (m)
ねじれ角の計算
あるトルク $T$ が加わったときのねじれ角 $\theta$ は以下になります。
$\theta (\text{rad}) = \frac{T \cdot L}{G \cdot J}$
度数法 (degree) への変換: $\text{deg} = \text{rad} \times \frac{180}{\pi}$
単位の扱いについて
この計算機では、入力しやすい単位（mm, MPa）から内部で標準単位（m, Pa）に変換して計算を行っています。特に $J$ 値は mm⁴ の場合が多いため、単位換算に注意が必要です。