クリープ変形とは？荷重をかけ続けると段々ひずみが大きくなって最終的には壊れてしまう現象です！

通常の材料力学では、一定の荷重に対してひずみも一定と考えます。しかし実際には、高温環境で荷重をかけ続けると時間とともにひずみが増加し、最終的に破断に至ることがあります。この現象を「クリープ変形」といい、ガスタービンや電子機器など高温で使用される製品では重要な設計上の課題となります。

この記事はYoutube動画で紹介した内容の概要です。演習問題を含む詳細は動画をご覧ください。

1. クリープ変形とは

クリープ変形とは、一定荷重を長時間かけ続けるとひずみが増加する現象です。荷重（応力）が大きいほど、また温度が高いほど起きやすく、一般的に絶対温度で材料の融点の40〜50%以上の温度域で顕著になります。融点の低いはんだは室温近くでもクリープが課題になります。

クリープ変形で生じるひずみの変化は、次の3段階に分類されます。

• 第一期クリープ（遷移クリープ）：ひずみの増加速度が徐々に低下する段階。
• 第二期クリープ（定常クリープ）：ひずみが一定の速度で増加し続ける段階。
• 第三期クリープ（加速クリープ）：ひずみが加速的に増加して破断に至る段階。

2. クリープ変形の強度

クリープ変形に関連する強度指標として、主に次の2つが用いられます。

• クリープ破断強度：クリープによる破断が生じない応力の最大値。温度と時間に依存し、使用条件に応じた値を用います。
• クリープ強さ：クリープによるひずみが一定時間内に一定値以下に収まる応力の最大値。破断に至らなくても変形で機能を失うケース（例：高温ボルトの緩み）に用います。温度・時間・ひずみの3つに依存します。

まとめ

• クリープ変形とは、一定荷重を長時間かけ続けるとひずみが増加する現象。応力が大きく高温ほど起きやすく、絶対温度で融点の40〜50%以上で顕著になる。
• ひずみの変化は遷移クリープ→定常クリープ→加速クリープの3段階に分類される。
• 破断を防ぐ「クリープ破断強度」と、変形量を抑える「クリープ強さ」の2つの強度指標を使い分ける。
• ガスタービン・電子機器（はんだ）など高温で使用される製品では特に注意が必要。

より詳細な説明や演習問題をYouTube動画で紹介しています。ぜひご覧ください。

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