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材料に引張荷重（力）を掛けて引っ張ると、材料内部には引っ張られまいとする力が発生する。それを応力（ストレス）といい、単位面積（１mm2）当りの値で表す。例えば、断面積が10mm2で、引張荷重が2,8０0N（ニートン）の場合の応力の大きさは、280N／mm2であり、これを280MPa（メガパスカル）ともいう。
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図１ 応力
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材料に掛ける引張荷重（力）の大きさをだんだん大きくしていって、引張荷重が8,400Nになったとき破壊した。そのときの応力の大きさ、840N／mm2、すなわち840MPaが、この材料の強さ（引張強さ）である。
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図２ 材料の強さ
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材料に2,800Nの引張荷重を掛けたあと荷重を取り除き、こんどは2,800Nの圧縮荷重を掛ける。そのあと、荷重を取り除き、また2,800Nの引張荷重をかける。このように、引張と圧縮が交互に繰り返される荷重を繰り返し荷重という。
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図３ 繰り返し荷重
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材料に掛ける『応力と疲労破壊に至る繰り返し回数の関係』を表す曲線をＳ−Ｎ曲線（エス・エヌきょくせん）という。静的な荷重の場合、280MPaの応力で破壊することはないが、繰り返し荷重の場合、50万回で破壊に至ることを上の図は示している。Ｓ−Ｎ曲線が水平になる応力値（上図では、220ＭＰａ）のことを疲労限界といい、この値より低い応力だと、材料は永久に破壊することがない。
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