허용응력 및 안전율

1 응력

 1) 허용응력
   - 안전여유가 반영된 탄성한도 이내에서 허용할 수 있는 최대의 응력
   - 허용응력 결정시 고려사항
     * 하중 및 응력의 종류와 성질
     * 재료의 신뢰성
     * 부재형상, 마멸/부식상태, 가공정밀도
     * 외부환경(온도, 사용상태)
 2) 사용응력
   - 제품 및 부재, 재료에서 실제 운전 간 작용하는 응력
 3) 용어정리
   - 극한강도(인장강도) > 항복점 > 탄성한도 > 허용응력 ≥ 사용응력

2 안전율
 1) 안전율의 표시
   - 기준강도(인장강도, 항복점, 피로강도, 크리프강도)와 허용응력과의 비
     * S = 항복응력(재료강도)/허용응력(사용강도) > 1
     * 항복응력(재료강도) > 허용응력(사용강도)
     ∴ 실제사용강도는 재료의 요구강도보다 작아야한다.

 2) 안전율의 적용
   - 연성재료는 항복점을 기준강도로 설정한다.
     * 연성재료 : 연강
   - 취성재료는 극한강도를 기준강도로 설정한다.
     * 취성재료 : 주철
   - 반복하중 작용시 피로한도를 기준강도로 한다.
   - 충격응력은 정적응력의 2배로 계산한다.(에너지법으로 근사계산)
   - 고온에서 정하중 작용시 크리프한도를 기준강도로 한다.
   - 좌굴이 발생하는 장주는 좌굴응력을 기준강도로 한다.
   - 저온, 특히 변이온도 근처 이하온도에서 사용되는 경우는 저온취성을 감안하여 기중강도를 설정한다.
   - 기타 고려사항
     * 재질의 균일성
     * 노치 등 불연속 여부
     * 가공면 상태
     * 해석방법의 정확

 3) 경험적 안전율