안전계수 선정 방법

파단이라는 물리적인 의미를 "파단"이라고 생각하시면 안될듯합니다. 말그래도 재료가 뽀개지거나 하는 것이 아니라

구조재료로서 거동할 수 있는 범위를 지났다고 생각하시는 것이 좋을 듯합니다.

ansys에서 제공해주는 파괴규준은  아래와 같이 있네요. 재료는 아시시다시피 연성재료와 취성재료로 나뉘는데

각 재료 성질에 따라 적용될수 있는 파괴 규준이 다릅니다. 

* 별도의 회사기준 -(중량물 - min(항복강도/3,인장강도/5) or else)

* Application 의 규격에 따라 (압력용기 - ASME 코드에 따라 Membrane, M+Bending, M+B+Peak Stress 를 비교, 기타 Military, SAE 규격 등)



연성(von Mises-Hencky theory)재료의 경우 Maximum Equivalent Stress Safety Tool , Maximum Shear Stress Safety Tool 기준에 따라 안전계수를 판단하며, 
[Von-Mises Yield Criterion 으로 Equivalent Stress 를 산출했을 때, 일반적으로 안전율 1 이하이면 항복이 시작된다고 볼 수 있습니다.]
 
취성(Tresca)재료의 경우 Mohr-Coulomb Stress Safety Tool, Maximum Tensile Stress Safety Tool이 적용되고 있습니다. 
 
많은 경우 연성재료에는 Maximum Equivalent Stress Safety Tool (von Mises-Hencky theory), 
 
취성재료에는 Mohr-Coulomb Stress Safety Tool을 사용하는 것으로 알고있습니다.

 
- 일반적인 기계 분야에서는 안전율이 얼마인지는 모르겠지만, Alignment 중요도, 용도 (진동-충격 등), 변형 허용정도에 따라서 달라질 겁니다. 분야에 따라 정적 응력값보다 피로응력 값이 중요할 수도 있습니다.


- Aircraft 분야에서는 입력값을 실제보다 높게 주고 (worst case) 안전율 1.0, Marine 분야에서는 주요 장비의 최소 안전율을 2.0 으로 주기도 합니다.

 

1. 일반적으로 항복강도에 대하여 안전계수를 따집니다. 왜냐하면 항복이 일어나면 기능이 정상적으로 안될수 있기 때문입니다. 물론 연성이 좋은 재료는 항복이후에도 많은 변형에너지로 흡수하므로 이러한 기준이 적용하기 애매합니다만... 또한 구분하여 항복강도에 대하여 얼마, 인장강도에 대하여 얼마 이렇게 평가하기도 합니다.


2. 선형해석의 결과
로 안전계수 1이하라면 항복강도에 대하여 따지는게 일반적이며 이때 소성 변형이 발생되기 시작되었다고 할수 있습니다. 보통 안전계수 산출 기준은
-연성 재질: 최대 등가 응력기준(Von Mises 이론), 최대 전단 응력기준, -취성재질: 최대 인장응력 기준, Mohr-Coulomb 응력 기준


3. 보통 산업 기계 적용 안전율: 3 이상 , 항공기: 1.5 이상


4. 작용 하중 형태(정적 하중, 동적 하중, 충격하중등)에 따라서 달라질수 있습니다.
보통 동적하중이나 충격 하중이 작용하면 안전율을 더크게 주어야합니다.


5. 탄성해석시는 Young's modulus, 탄소성 해석시는 탄성구간: Young's modulus, 소성구간: Tangent Modulus 또는 multi-linear true stress-true strain 커브를 넣어주기도 합니다.

 출처: http://cafe.naver.com/kansys