クリープ変形と塑性変形の違いをわかりやすく解説!材料の変形の仕組みを知ろう

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クリープ変形と塑性変形の違いをわかりやすく解説!材料の変形の仕組みを知ろう
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中嶋悟

名前:中嶋 悟(なかじま さとる) ニックネーム:サトルン 年齢:28歳 性別:男性 職業:会社員(IT系メーカー・マーケティング部門) 通勤場所:東京都千代田区・本社オフィス 通勤時間:片道約45分(電車+徒歩) 居住地:東京都杉並区・阿佐ヶ谷の1LDKマンション 出身地:神奈川県横浜市 身長:175cm 血液型:A型 誕生日:1997年5月12日 趣味:比較記事を書くこと、カメラ散歩、ガジェット収集、カフェ巡り、映画鑑賞(特に洋画)、料理(最近はスパイスカレー作りにハマり中) 性格:分析好き・好奇心旺盛・マイペース・几帳面だけど時々おおざっぱ・物事をとことん調べたくなるタイプ 1日(平日)のタイムスケジュール 6:30 起床。まずはコーヒーを淹れながらニュースとSNSチェック 7:00 朝食(自作のオートミールorトースト)、ブログの下書きや記事ネタ整理 8:00 出勤準備 8:30 電車で通勤(この間にポッドキャストやオーディオブックでインプット) 9:15 出社。午前は資料作成やメール返信 12:00 ランチはオフィス近くの定食屋かカフェ 13:00 午後は会議やマーケティング企画立案、データ分析 18:00 退社 19:00 帰宅途中にスーパー寄って買い物 19:30 夕食&YouTubeやNetflixでリラックスタイム 21:00 ブログ執筆や写真編集、次の記事の構成作成 23:00 読書(比較記事のネタ探しも兼ねる) 23:45 就寝準備 24:00 就寝


クリープ変形とは何か?

クリープ変形とは、材料に力がかかり続けているときに、長い時間をかけてゆっくりと形が変わっていく現象のことです。例えば、暑い場所で金属やプラスチックをずっと押し続けると、最初はほとんど変形しませんが、時間が経つと少しずつ伸びてしまいます。これがクリープ変形です。

クリープは主に高温状態で問題になります。なぜなら、温度が上がると、材料の分子が動きやすくなり、長時間の力に耐えられなくなるためです。

工場の機械や飛行機の部品、発電所のパイプなど、重要な場所で使われる材料では、このクリープ現象を考えないと事故や故障につながることもあります。そのため、クリープに強い材料を選んだり、設計段階でクリープを考慮したりすることが必要です。

塑性変形とは?クリープ変形との違いをチェック!

塑性変形は、材料に掛かる力がある程度の限界(比例限度)を超えたときに起こります。このとき、材料は元の形に戻らない永久的な変形をし始めます。たとえば、金属の棒を強く曲げると曲がったまま戻らなくなる現象が塑性変形です。

塑性変形は短時間で起こるのが特徴で、力を加えた瞬間に変形が始まり、その後は力を抜いても変形が残ります。クリープ変形が長時間かけてじわじわ変形するのに対して、塑性変形は力が強くかかったときに瞬間的に変形が起きる違いがあります。

また、塑性変形は主に力の大きさに依存し、温度による影響はクリープより少ないのも特徴です。

クリープ変形と塑性変形の違いをまとめた表

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項目クリープ変形塑性変形
変形の速さ長時間をかけてゆっくり変形する短時間で一気に変形する
変形の性質ゆっくり進む永久変形力により即座に起こる永久変形
主な要因高温+持続的な応力応力が比例限度を超える場合
影響を受ける温度高温で顕著温度の影響は少ない
発生例高温のタービン部品、発電所のパイプなど金属の曲げ加工や叩き加工



ピックアップ解説

クリープ変形の面白いところは、見た目にはほとんど動いていないように見えても、実は材料の中でじわじわと変形が進んでいることです。例えば、暖かい場所に置かれた椅子の足が、長い年月をかけて少しずつ曲がってしまうこともクリープの一例。こんなにゆっくり変わる現象は普段あまり気にしませんが、実は建物や機械の安全に大きな影響を与えるんですよ。だから、技術者は目に見えなくても時間と戦っているんです。


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