疲労破壊とは？
ひろうはかい
疲労破壊とは、繰り返し加わる小さな力（応力）の積み重ねにより、材料が静的強度より低い応力で突然破断する現象です。
疲労破壊（ひろうはかい、Fatigue Fracture）とは、金属やプラスチックなどの材料に繰り返し応力が加わることによって内部に微小なき裂が発生・成長し、最終的に材料が破断する現象です。一度の大きな力ではなく、静的強度よりはるかに低い応力でも、繰り返し作用することで材料が破壊されることが最大の特徴です。
疲労破壊のプロセスは大きく3段階に分かれます。
- き裂発生：材料表面や内部の欠陥・応力集中部にミクロなき裂が生じる。
- き裂進展：繰り返し応力によりき裂が徐々に成長する。破面に「ビーチマーク（貝殻模様）」が現れることが多い。
- 最終破断：き裂が臨界サイズに達すると、残った断面が急激に破断する。
疲労破壊は橋・航空機・自動車・機械部品など、繰り返し荷重を受けるあらゆる構造物で発生しうる重大な損傷モードです。過去には航空機事故や橋の崩落など、疲労破壊に起因するとされる大規模事故も報告されています。対策としては、材料の選定・表面処理・応力集中の低減・定期点検・き裂進展の監視などが行われます。
使い方・例文
自転車のフレームやボルトが長期使用後に突然折れるのは疲労破壊の典型例です。材料力学や機械工学の授業でも、設計上の重要な概念として必ず取り上げられます。
この用語をシェア
最終更新: