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破断ってなに?破断強度、引張強度の違い

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破断という言葉をご存じでしょうか。少し話は逸れますが、私は学生時代に建築部材の引っ張り試験を研究で行っていました。このとき「破断した」という言葉を良く使いました。


では破断とはどういう意味でしょうか。今回は破断の意味、破断強度と引張強度の違いについて説明します。

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破断ってなに?

破断とは、部材が引っ張られたとき、外力に耐えきれず千切れてしまった状態を言います。主に鋼材に対して使う言葉ですが、鋼材以外にも用います。


しかし、コンクリートなど直接、引っ張ることができない材料は、「破断」という言葉を使わないと思います。


なぜ、引っ張られたときに破断というのでしょうか。実は圧縮力が作用したとき、鋼材は「座屈した」と言います。※座屈に関しては下記の記事が参考になります。


また、コンクリートが圧縮力に耐えきれず破壊したときは、「圧壊した」と言います。いずれも破断した、とは言いません。「破断」という言葉を良く眺めてみると、「断」という言葉が含まれています。


「断」という漢字には、「断つ」という意味があります。「断つ」を調べると、「切り離す」という意味があります。部材を引っ張ると、最終的に切り離されるように破壊が起きます。つまり部材が「断たれる破壊」なので、破断というのです。


以上、破断の使い方を分かって頂けたでしょうか。

破断強度と引張強度の違い

前述したように、破断とは部材が引っ張られ、部材が破壊した状態をいいます。破断強度とは、まさに部材が破断したときの強度です。


では引張強度は、どういう意味でしょうか。引張強度とは、材料の破断したときの強度を言います。よって、破断強度と引張強度は同じ意味です。理由は、破断の意味を理解していれば分かりますよね。


引張強度の意味は、下記も参考になります。

引張強さとは?1分でわかる意味、計算法、単位、降伏点、読み方、記号

弾性材料の破断と、塑性材料の破断

弾性材料は、弾性領域までしかない材料です。一方、塑性材料とは、鋼材のように塑性領域まである材料です。弾性と塑性の違いは、下記の記事が参考になります。


私は学生の頃、研究で様々な材料の引っ張り試験を行ってきました。その経験上、弾性材料は、破断するとき予備動作無しで、急に「バチ!」と破断します。


一方、塑性材料は破断する前に、まず降伏します。鋼材の引っ張り試験をすると、良く分かりますが、破断する前、鋼は見た目に良く分かるほど変形するので、「そろそろ破断してもおかしくないな」と分かります。

まとめ

今回は、破断について説明しました。破断の意味と、破断強度と引張強度の違いが理解いただけたと思います。破断という現象は、鋼材の引っ張り試験をすると、良く分かります。下記の記事が、鋼材を知るために参考になります。ぜひ勉強に役立ててください。

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