クリープ変形とは?
くりーぷへんけい
クリープ変形とは、材料が一定の応力(力)を長時間受け続けることで、時間の経過とともにゆっくりと変形していく現象のことです。
クリープ変形とは、金属・プラスチック・コンクリートなどの材料が、降伏点以下の一定の荷重(応力)を継続的に受けたとき、時間の経過とともに変形が進み続ける現象を指します。英語の「creep(這う・忍び寄る)」が語源で、ゆっくりと進行する変形の様子を表しています。
クリープ変形は一般に三つの段階に分けられます。
- 第一期(遷移クリープ):変形速度が初期に速く、次第に落ち着いていく段階
- 第二期(定常クリープ):変形速度がほぼ一定で安定した段階
- 第三期(加速クリープ):変形速度が再び加速し、最終的に破断に至る段階
クリープが生じやすい条件は、高温環境と大きな持続荷重の組み合わせです。金属では融点に近い高温でクリープが顕著になりますが、プラスチックや樹脂材料は常温でもクリープが起きやすいという特性があります。コンクリートも乾燥収縮と組み合わさったクリープが長期的な構造変形の原因となります。
工学的には、航空機エンジンのタービンブレード・発電所の蒸気タービン・橋梁・超高層ビルの設計において、クリープ変形を考慮した安全計算が不可欠です。材料の長寿命化や構造物の安全性確保において非常に重要な概念です。
使い方・例文
「高温環境で使われるジェットエンジンの部品は、長期間の使用によるクリープ変形を考慮して設計・交換スケジュールが決められている」という場面で、材料工学や構造設計の文脈で使われます。
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