引張強度

引張強度の理解と測定入門

引張強度は、研究者、エンジニア、および品質管理部門が材料、製品、またはコンポーネントの機械的特性を評価するために使用する重要な測定値です。材料の引張強度は、試験片が破壊するまでに耐えることができる最大の機械的引張（引っ張り）応力として定義されますが、破壊の定義は材料の種類とその設計によって異なります。

材料に引張応力が増加すると、原子間の結合が引き伸ばされ、応力が増加するにつれて最終的に破壊されます。原子結合が単に引き伸ばされている場合、材料はその弾性領域内にあると言われ、力を取り除くと材料は元の形状に戻ります。原子結合が破壊されると、材料は塑性領域に入ります。これは、材料が化学的に変化し、力を取り除いても元の形状に戻らないことを意味します。試験片は、試験のこの段階で目に見える変化を開始することが多く、中央が狭くなる現象は「ネッキング」として知られています。

評価する材料に応じて、引張強度は、塑性変形段階に入る点（降伏点）または材料が最終的に破断する点で評価できます。塑性変形点での引張強度の評価は、降伏強度と呼ばれます。試験片の破断点での引張強度の評価は、極限引張強度と呼ばれます。

試験する材料の種類によって、降伏強度または極限引張強度のどちらが最も有用な情報を提供するかを判断します。たとえば、金属などの延性材料は通常、降伏点で評価されますが、複合材料などの脆性材料は多くの場合、破断点で評価されます。これらの両方の点は、弾性率とともに、材料の強度を特徴付けるために使用される重要な計算です。