ねじり強さとは？中学生にも分かる基礎解説と身近な例共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

ねじり強さとは何か

ねじり強さとは、材料がねじり力を受けたときに、どれだけ長く耐えられるかの度合いを表す特性です。

ねじり力は円柱状の部材を回すことで発生します。材料内部には剪断応力が生じ、ねじり強さの高さはこの剪断応力に耐える力の強さを意味します。

測定では、円柱状の試験片を両端から固定してもう一端を回転させ、破壊するまでの最大トルクを調べます。材料が変形していき、ある点で破断します。強度の限界点を記録して、ねじり強さを決定します。測定単位は主に MPa（メガパスカル）です。材料が同じでも、加工状態や温度、結晶の状態によってねじり強さは変わります。

どうやって測るの？

ねじり試験と呼ばれる方法で評価します。試験片は円柱形や棒状で、両端を固定し、片方を回してトルクを徐々に増やしていきます。材料が変形していき、ある点で破断します。強度の限界点を記録して、ねじり強さの指標を決定します。

このとき重要なのは断面形状と半径、極モーメントJの関係です。式の一例として、τ = T×r / J という形で表されます。<span>ここで τ は剪断応力、T はトルク、r は半径、J は極モーメントです。

身近な例と材料の違い

ねじり強さは、車のシャフトや機械の軸、ドアのヒンジ、釘やボルトの周りの部品など、回転力やねじり荷重がかかる部品で特に重要です。鋼は高いねじり強さを持つことが多い一方、アルミニウムは軽量ですがねじり強さは鋼ほど高くありません。

樹脂や複合材料では、設計次第でねじり強さを高めることができます。たとえば繊維を強化した樹脂は、ねじりに対する抵抗力を大きくすることがあります。

ねじり強さと引張強さの違い

ねじり強さはねじり方向の力に対する抵抗を表します。引張強さは材料が引っ張られるときの抵抗を表します。同じ材料でも用途や加工状態でねじり強さと引張強さは異なります。設計では、部品が受ける荷重の方向や組み合わせを考えて最適な材料を選ぶことが大切です。

表で学ぶポイント

項目	ねじり強さのポイント
測定方法	ねじり試験（トーション試験）
単位	MPa または N·m/mm^2
主な影響要因	材料の組成、熱処理、加工状態
用途の例	シャフト、車部品、機械の軸受

ねじり強さを高める工夫

材料の選択と処理でねじり強さを高める方法があります。鋼のように強度の高い材料を使ったり、熱処理で結晶構造を整えることが効果的です。また、部品の断面を厚くする、形状を工夫して力が均等に伝わるようにする、表面処理を施してひずみの拡がりを抑える、などの方法も役立ちます。

まとめ

ねじり強さは部品が回転やねじれ荷重にどれだけ耐えられるかを示す、設計と安全性に直結する重要な性質です。測定方法を理解し、材料の特性と加工条件を正しく評価することで、故障リスクを低く抑えることができます。中学生のうちから、力がどのように材料に伝わるのかを理解すると、科学や技術の学習がより身近になります。

ねじり強さの同意語

ねじり強度: ねじり荷重に耐える能力を示す指標。材料がねじり力を受けた際に、破壊に至る前の最大荷重までどれだけ耐えられるかを表します。
ねじれ強さ: ねじれ方向の応力に対する強さ。ねじれ変形を抑える力の度合いを指す表現です。
ねじれ強度: ねじれ荷重に耐える能力を示す指標。ねじれ条件下での耐力を表します。
ねじり荷重耐性: ねじり荷重がかかっても形状変化や破壊を抑える性質を指します。
ねじり荷重耐力: ねじり荷重に対して材料が耐えられる最大荷重のこと。破壊前の許容荷重を表します。
トーション強度: 英語の torsional strength の日本語表現。ねじり力に対する抵抗の強さを表します。
トーション耐力: ねじり荷重を受けても破壊せずに耐えることができる最大の荷重のこと。
ねじり抵抗: ねじり荷重に対する抵抗力のこと。ねじり荷重を受けた際の反発力を示します。
ねじれ抵抗: ねじる方向の抵抗力・抵抗性を指す表現です。
ねじり耐性: ねじり荷重に対して全般的に耐える性質を表します。
ツイスト強度: ねじり力（ツイスト）に対する強度。表現の一つ。
ツイスト耐性: ねじり力に対する耐性を示す言い回し。
ねじり破壊強度: ねじり荷重が原因で材料が破壃するまでの強度を表します。
ねじれ破壊強度: ねじれ方向の荷重で破壊に至るまでの強度を指します。
ねじり破壊強さ: ねじり荷重による破壊に耐える強さの目安。

ねじり強さの対義語・反対語

ねじり弱さ: ねじり荷重に対して弱い性質。ねじり力を受けると変形・破壊しやすい。
ねじれに弱い: ねじれ・ねじりの力を受けると脆く、変形・破壊しやすい性質。
ねじり耐性の低さ: ねじり荷重に対する耐性が低い状態。
ねじり破損しやすさ: ねじり荷重を受けると破損が起こりやすい特性。
ねじれ耐性の欠如: ねじれ荷重に対する耐性が欠けている状態。
ねじれに対する脆弱性: ねじれ荷重に対して脆く壊れやすい性質。
回転荷重耐性の低さ: 回転荷重（ねじり荷重）に対する耐性が低い状態。

ねじり強さの共起語

ねじりモーメント: ねじり荷重を生じさせる回転力のこと。部材をねじる力で、トルクとも呼ばれます。
トルク: ねじり方向に働く回転力のこと。軸やシャフトのねじり強度の評価指標にもなります。
ねじり荷重: ねじり方向に発生する荷重（モーメント）のこと。ねじり応力の原因となります。
ねじり応力: ねじり荷重が断面に生じさせる応力。主にねじり方向の剪断応力を指します。
ねじれ角: 部材がねじれることによって生じる角度。ねじり変形の度合いを示します。
ねじり剛性: ねじり荷重に対する抵抗の強さ。断面形状や材料特性で決まります。
ねじり疲労: ねじり荷重の繰り返しで材料が疲労破壊する現象です。
ねじり疲労寿命: ねじり疲労条件下で材料が壊れるまでの寿命を指します。
ねじり試験: 材料のねじり強度を評価する試験。ねじり荷重を加えることで測定します。
ねじり定数: 非円形断面のねじり剛性を表す定数。形状によって異なります。
トーション: torsion。ねじり現象の総称。英語では torsion または twist。
トーション定数: ねじり剛性を表す定数。断面によって決まります。
極モーメント: 断面がねじり抵抗を示す量。断面のねじり特性を決める指標（Jで表されます）。
ポラーモーメント: polar moment of inertia。ねじり抵抗を表す断面特性の指標。
円断面のねじり特性: 円形断面のねじり挙動・設計上の特徴。
非円形断面のねじり特性: 円形以外の断面のねじり挙動・設計の留意点。
ねじり強度: ねじり荷重に対して抵抗する材料・部材の総合的な強さ。
ねじり回転関係: ねじり荷重と回転量の関係。基本式で理解します。
ねじり耐久性: 長時間のねじり荷重に耐える性質。疲労・長寿命設計に関連します。

ねじり強さの関連用語

ねじり強さ: 材料がねじれ（トーション）に対して耐える能力のこと。ねじり荷重が降伏点や破壊に達する前の限界値を指し、材料選定や設計時の重要指標です。実験はねじり試験で評価します。
トルク: ねじれを生じさせる力の大きさを表す物理量。単位はニュートン・メートル（N·m）。回転軸に対して働く回転作用の力です。
トーション: ねじりを引き起こす応力状態のこと。部材がねじれるときの全体的な変形・応力の状態を指します。
ねじり剛性: ねじり荷重に対する材料の変形のし hardさ。ひずみとトルクの関係で表され、式 k = GJ/L が使われます。Gはせん断模量、Jは極モーメント、Lは長さ。
極モーメント（J）: 断面がねじれに対して抵抗する量で、断面の形状と大きさに依存します。Jが大きいほどねじりに強くなります。
せん断強さ: せん断応力の最大値。ねじり荷重がこの値を超えると材料は破断する可能性が高くなります。
せん断模量（せん断弾性係数、G）: せん断変形を生じさせる弾性の強さを表す係数。材料のせん断特性を決め、ねじり剛性の計算に使われます。
ねじりひずみ: ねじり荷重によって生じるねじれ変形の歪み量。角変位に対応します。
ねじり試験: 材料のねじり特性を評価する試験。片端を固定しもう片方を回してトルクと角変位を測定します。
ねじり降伏点: ねじり応力が降伏する点。塑性変形が始まる指標となります。
ねじり疲労: 繰り返しねじり荷重によって材料が疲労破壊へ進む現象。長寿命の設計では重要です。
ねじり破壊: ねじり荷重による破断のこと。最終的な故障モードのひとつ。
ねじり荷重: ねじり力、すなわち材料にねじれを生じさせる回転力。
ねじれ角/ねじれ角度: ねじりひずみの変位を角度で表した量。角変位が大きいほどねじれが大きい。
ねじり応力: ねじり荷重によって発生する応力で、主にせん断応力が支配的です。