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力学において、圧縮とは、材料または構造物の異なる点に、バランスのとれた内向き（「押す」）力を加えることであり、つまり、正味の合計やトルクがなく、1 つ以上の方向にそのサイズを小さくするように向けられた力である。[ 1 ]これは、バランスのとれた外向き（「引く」）力を加える張力または牽引力、および材料の層を互いに平行に変位させるように向けられたせん断力とは対照的である。材料および構造物の圧縮強度は、重要な工学的考慮事項である。
一軸圧縮では、力は一方向のみに作用し、その方向に沿って物体の長さを減少させる方向に作用します。[ 2 ]圧縮力は複数の方向にも加えることができます。たとえば、板の縁に沿って内側に、または円筒 の側面全体に作用して面積を減少させる（二軸圧縮）、あるいは物体の表面全体に作用して体積を減少させるなどです。
技術的には、材料はある特定の点において、特定の方向に沿って圧縮状態にある。法線方向を持つ表面を横切る応力ベクトルの法線成分が反対方向を向いています応力ベクトル自体が反対方向である場合材料は、通常の圧縮または純粋な圧縮応力を受けていると言われている。固体では、圧縮量は一般的に方向によって決まる。、材料は一部の方向には圧縮され、他の方向には引張を受ける可能性があります。応力ベクトルが純粋に圧縮であり、すべての方向で同じ大きさである場合、材料は等方圧縮、静水圧圧縮、または体積圧縮を受けていると言われます。これは、液体と気体が耐えることができる唯一のタイプの静的圧縮です。 [ 3 ]体積弾性率と体積ひずみによって定量化されるように、材料の体積に影響を与えます。
圧縮の逆の過程は、減圧、膨張、または拡張と呼ばれ、物体が拡大したり体積が増加したりする過程である。
圧縮（またはその他の種類の応力）を受けると、すべての物質は、たとえ目に見えないほどであっても、原子や分子の平均的な相対位置が変化するような変形を起こします。この変形は永続的なものになる場合もあれば、圧縮力がなくなると元に戻る場合もあります。後者の場合、変形によって圧縮力に対抗する反作用力が生じ、最終的には圧縮力と釣り合う可能性があります。[ 4 ]
液体や気体は、一定の単軸圧縮や二軸圧縮に耐えることができず、すぐに永久的に変形し、永久的な反作用力も生じません。しかし、等方性圧縮には耐えることができ、音波のように瞬間的に他の方法で圧縮されることもあります。
通常の材料は、等方圧縮を受けると体積が収縮し、均一な二軸圧縮を受けると断面積が収縮し、一軸圧縮を受けると長さが収縮します。変形は均一ではなく、圧縮力と一致しない場合もあります。圧縮のない方向で何が起こるかは、材料によって異なります。[ 4 ]ほとんどの材料はこれらの方向に膨張しますが、一部の特殊な材料は変化しないか、収縮することさえあります。一般に、材料に加わる応力と結果として生じる変形の関係は、連続体力学 の中心的なトピックです。
固体の圧縮は、材料科学、物理学、構造工学において多くの意味を持ち、圧縮によって顕著な量の応力と張力が生じる。
圧縮を加えることで、圧縮強度や弾性率などの機械的特性を測定できる。[ 5 ]
圧縮機は、非常に小型の卓上型システムから、53MNを超える容量を持つものまで、幅広い種類があります。
ガスは、スペースを節約するために、しばしば高圧で圧縮された状態で貯蔵・輸送されます。また、軽く圧縮された空気やその他のガスは、風船、ゴムボート、その他の膨張式構造物の充填にも使用されます。圧縮された液体は、油圧機器やフラッキング（水圧破砕法）に使用されます。
内燃機関では、爆発性混合気は点火される前に圧縮されます。圧縮によってエンジンの効率が向上します。例えば、オットーサイクルでは、ピストンの2回目のストロークによって、最初の前進ストロークでシリンダー内に吸い込まれた混合気が圧縮されます。[ 6 ]
この用語は、蒸気機関の排気弁が閉じて、ピストンのストロークが完全に完了する前にシリンダー内の排気蒸気の一部を遮断する仕組みに適用される。この蒸気はストローク完了時に圧縮され、ピストンの速度が急速に低下している間、ピストンが作用するクッションが形成され、往復運動する部品の慣性による機構内の応力が軽減される。[ 7 ]さらに、この圧縮により、戻りストロークのために新鮮な蒸気が流入することによって生じる衝撃が回避される。
