破断とは？意味・破断強度と引張強度の違い・破断点をわかりやすく解説

この記事の要点

破断とは、材料が引張力によって完全に分断される現象のことです。破断強度は破断時の荷重を断面積で割った値で、引張強度（最大応力）とは異なります。弾性材料は急に破断し、塑性材料は降伏後に徐々に破断します。

この記事では、破断とは何か、破断強度と引張強度はどう違うのか、破断点の意味を整理します。

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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。引張強度の意味は下記が参考になります。

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。

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。

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。

混同しやすい用語

破断強度

材料が完全に切れる瞬間の荷重を断面積で割った値。引張強度より小さくなることが多い。

引張強度

材料が耐えられる最大の引張応力度。試験での最大荷重を断面積で割った値で、破断する前に達するため破断強度とは異なる。

破断を整理した表を示します。