せん断破壊とは？初心者にもわかる基本と身近な例共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

せん断破壊とは何か

せん断破壊とは、材料に力が働くとき、材料の断面に沿ってずれが生じて破壊してしまう現象のことを指します。英語では shear failure。日常生活では金属の棒を横から曲げたり、階段の手すりで指を挟んだりするような力がかかると起こり得ます。重要なのは、破壊が「せん断力」という横方向の力によって生じる点です。機械部品や建物の梁など、力の伝わり方が複雑なところで起こりやすく、設計の際には特に注意が必要です。

せん断破壊のしくみ

材料は内部に結晶粒や欠陥を持っています。外からの力が働くと、材料には「剪断面」と呼ばれる薄い面ができ、力がその面に沿ってずれていく方向に伝わります。結果として、せん断面付近で局所的な変形が進み、やがて破断へとつながります。斜めに走る破断面が特徴になることが多いのが見分け方の目安です。

引張破壊との違い

同じ材料でも、力が主に引っ張られると起こるのが「引張破壊」です。せん断破壊は横方向の力が強いときに起きやすく、形状は破断面が斜めを向くことが多いです。設計では引張とせん断の両方を考慮します。

身近な例と影響

自転車のサドルやブレーキレバーなど、力がかかる部品の設計を誤ると、長期で観察すると小さなひずみが集まって「せん断破壊」に至ることがあります。安全を高めるには、材料の選択、部品の形状、製造上の欠陥を減らすことが重要です。

対策と設計のポイント

1) 適切な材料選択：せん断強度の高い材料を選ぶ。

2) 適切な荷重設計：横荷重を分散させ、局所ひずみを減らす。

3) 欠陥の低減：表面仕上げを良くし、内部欠陥を減らす。

4) 断面形状の工夫：力が均等に伝わるよう断面を工夫する。

ポイントのまとめ

せん断破壊は「横方向の力が原因で材料の内部がずれて断れてしまう現象」です。見分け方としては、破断面が斜めになることが多い点、発生条件としては剪断力が大きい場面が挙げられます。設計では、材料のせん断強度を確保し、荷重を分散させ、欠陥を減らすことが基本です。

要点	横方向の力によって内部でずれが生じ、破断へつながる現象
見分け方	破断面が斜めに走ることが多い
対策	材料選択・荷重設計・欠陥低減・断面形状の工夫