※ 이번 포스팅의 소제목 내부링크
1. 파괴역학 공부의 필요성(서론)
보통 엔지니어가
기계설계 시
재료선정 기준에 대한 기준 혹은 정보는
항복응력을 주로 사용하지만
항복응력만 사용한다면
특수한 목적 아닌이상, 매우 위험한 발상이라고 생각합니다.
이렇게 설계하는 사람은 완성도 없게 설계하는 사람인 것입니다.
비록, 설계라는 것은
완성도가 100% 불가능하다고 생각한다.
그러나 100%가깝게 되도록 설계하도록 해야합니다.
서론이 길었습니다.
이번에는 항복응력만 고려하는 것이 아닌,
제품이 균열이 존재한다고 가정하고 설계하는 관점,
파괴역학에 기본적인 내용부터 설명하도록 하겠습니다.
기계나 부품은 균열이 있어도 사용가능할 때가 있습니다.
이를 위해 이 파괴역학의 기본적인 개념을 알도록 합시다!
또한 "항공기사"라는 시험을 준비하는 사람은
파괴 역학의 기본적인 내용이라도 공부하길 바랍니다.(시험에 나옵니다.)
2. 손상허용 설계란?
기계부품이 가동하기 전부터 이미 균열을 가지고 있으며, 사용함에 따라 성장할 수 있는 개념을 기초로 하는 설계입니다.
균열이 임계길이까지 성장하여 본래의 기능을 수행할 수 없을 때는 찾는 것입니다.
3. 균열의 3가지 형태(모드) 소개
균열은 총 3가지 형태(모드)가 존재합니다.
모드 1 : 응력이 균일면에 수직작용
모드 2 : 미끄럼 모드(면내 전단)
모드 3 : 찢김모드(면의 전단)
여기서는 균열 1만 다루겠습니다.
4. 수직응력의 경우에서의 균열
응력확대 계수와 평면응력일 때 공식을 아래에 소개하겠습니다.
a는 균열의 길이입니다.
이 응력확대계수는 응력집중계수와 다른 값이니 주의하길 바란다.
또한 임계응력확대계수 라는 것이 있는데,
이 응력확대계수가 임계응력확대계수에 도달하면 균열을 진전(성장)한다고 보면 됩니다.
그리고 응력확대수정계수라는 것은 부품의 형상, 하중형태, 균열의 위치마다
응력확대수정계수 그래프가 다 다르기 때문에 data나 책의 부록(Index)를 참고해야합니다.!
재료마다 이론상 임계응력확대계수가 각각 다르며
실제로 구하려고 할 때는, 재료 물성시험이나 실험을 통해 알아놓는 것이 좋습니다.
이 개념을 이용한 설계로
"안전계수를 임계응력확대계수/응력확대계수"
이용하기도 합니다.
다음에는" 피로에 대한 개념"을 설명하겠습니다.
5. 피로에 대한 기본개념 (링크)
설계에서 반드시 고려해야하는 것 중 하나가 "피로"입니다.
재료에서 피로개념이 정말 중요하니
반드시 공부하시기 바랍니다. 그래서 링크를 참고하기 바랍니다.
앞으로도 엔지니어에게 좋은 지식과 정보를 이해하기 쉽게 글을 포스팅하겠습니다. (By. 요르문간드)
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