剛性 (ごうせい)

 "剛性"とは、物質が外からの力を受けた際、どれだけ変形しにくいかを示す性質のことで、機械のフレームや橋梁のように大きな荷重がかかっても、たわんだり歪んだりすることなく元の形状や寸法を維持する特性を指します。

金属の場合、"ヤング率"が高い材料であれば"剛性”が高く、力が加わった際に原子間の結合が強く抵抗するため、同じ力を受けても変形量（ひずみ）を小さく抑えることができます。

しかし"剛性"の低い材料は、力を受けると容易にしなってしまい、構造物や部品としての寸法精度や位置精度が保てなくなるという現象が起きます。

また"鋼"においては、材料そのものの"ヤング率"だけでなく、断面形状を工夫することで構造上の"剛性"を飛躍的に高められるという特徴が知られています。

製品の軽量化と"高剛性化"の両立を図る設計は、自動車の車体構造や産業用機械のフレームなどのケースで多く発生し、実務で製品を開発する上では避けて通れない課題の一つで、材料選定だけでなく"断面二次モーメント"などを考慮した"形状設計"が不可欠となります。

この"剛性"と対比される性質として、変形しにくさではなく"破壊されるまでの限界の強さ"を示す"強度"や、材料が破壊されるまでにどれだけ変形に耐え、衝撃エネルギーを吸収できる粘り強さを示す"靱性"、そして力が加わった際に元に戻らない変形をして引き伸ばされる"延性"があります。