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構造物内の熱膨張差に伴って熱応力が生じ，破壊する現象をさす．熱膨張差は，定常や非定常の温度分布を持つ構造体や，均一の温度変動でも熱膨張率の異なる材料の集合体の中で生じ，これが構造体自らや周囲から拘束されたとき熱応力が発生する．破壊は，熱負荷直後に起きる場合もあるが，負荷の繰返しや時間の経過とともに損傷が進行して破壊にいたることが多い．
