　今回は、物性を起点としたモデリングについて考える。前回説明したように力学を構成する式（モデル）、例えば、熱流と温度差の関係式は、熱コンダクタンスを比例定数として表現される。また、熱コンダクタンスは熱伝達率と基本形状で決まる。このことは、モデリングの起点に熱伝導率などの物質固有の性質（物性）が存在することを意味する。従って、物性を起点にモデリングを考えることは理にかなっている。そこで、まず物性について種々の視点から考察し、これを受けて物性を起点とした材料力学、熱力学、電気、感性とモデリングの関係について考える。

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物性はモデリングの起点

　図1に物性を起点としたモデリングを示す。ここでは代表的な現象として、熱伝導と剛性を示している。熱伝導率λ［W/m/K］、縦弾性係数（ヤング率）E［Pa］という物性を起点に、基本形状を介して、熱コンダクタンスG［W/K］、剛性S［N/m］といった特性（物体の性質）が定義され、さらに伝熱工学、材料力学の関係式（モデル）が定義される。実際の製品、システムのモデルはこれらの力学モデルの集合体となり、その境界条件、外力などは環境により決まる。図1に示した物性はいわゆる金属などの固体の材料物性であるが、流体力学、熱力学では流体の物性がモデリングの起点になる。

図1　物性を起点としたモデリング［クリックで拡大］

　図2に材料物性と力学、加工の関係について示す。すなわち、材料は状況に応じて熱を伝えたり、電気を伝えたりするとともに、加工する際の制約も与える。同じ材料でありながら多くの機能を有しており、各機能に応じた物性を持つ。

図2　材料［物性］と力学、加工［クリックで拡大］

物性＝物質固有の性質

　図3を用いて、物性をもう少し詳しく見てみよう。ここではある材料にさまざまな外乱を加えた際の入力（外乱）と出力（応答）の関係を示す。いずれの場合も歪みという応答（出力）が生じるが、外乱の種類によってこれに関わる材料の性質、すなわち物性は異なってくる。入力が応力場の場合には弾性率、熱の場合には熱膨張率、磁場の場合には磁歪定数、電場の場合には圧電定数という物性が存在する。これらの物性は材料固有のものであり、各物性の間には何ら関係は存在しない。