寸法効果(サイズ・エフェクト)とは

2013年1月2日更新

寸法効果とは、材料の大きさが異なるとその強さも変わってしまう現象のことを言います。機械部品や構造部品など材料を用いるときには強度についての精査が必要となるため、念頭においておくべき事柄の一つです。

例えば、鉄鋼や金属材料の機械的性質(引張り強さや圧縮強度、硬度など)が規格として定めされている場合、それらは特定の寸法のものに対しての数値になっています。

JISで言えば、径が25mmの丸材が一般鋼材として、工具鋼の場合は15mmの丸材か角材での強度について記載されていることになります。

材質が同じなので、サイズを変えても壊れにくさや強度は変わらないと思われがちですが、大きさ(太さ)が変われば、同じ材質でも強度は変化していきます。これを忘れると、大型の部品や部材として使った場合には、25mm基準よりも強度が弱くなるため、思わぬ破壊や事故につながることにもなりかねません。

現在のJISでは一部の鋼材が参考値として、こうした機械的強度を掲載していますが、これらはあくまで25mmの丸材についての強度に過ぎません。

熱処理後の硬度や強度も、「上記の寸法での値」になっているため、実際の部材とは異なることを念頭に置いておく必要があります。

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