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등록자	운영자	날짜	2015-02-24
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제 목 : 금속 재료의 응력해석에 사용되는 용어 정의
금속 재료의 응력해석에 사용되는 용어 정의 1. 응력강도 최대전단응력의 2배로 정의하며. 해당 지점의 주응력중 대수적인 최대값과 최소값의 차이를 말한다. 인장응력의 부호는 양으로 압축응력의 부호는 음으로 표시한다. 2. 수직응력 기준면에 수직인 응력성분을 말한다. 3. 전단응력 기준면의 접선방향 응력 성분을 말한다. 4. 막응력(Membrane Stress) 해당 단면 두께에 균일하게 분포하고 두께에 대한 응력평균값과 같은 수직응력 성분을 말한다. 5. 굽힘응력(Bending Stress) 두께에따라 변동하는 수직응력 성분을 말하며 변동은 선형 또는 비선형적일 수 있다. 6. 1차응력(Primary Stress) 외력, 내력 및 모멘트의 평형조건을 만족시키기 위해 부과되어야 하는 하중에서 발생하는 수직응력 또는 전단응력을 말한다. 1차응력의 기본특성은 자기제한성이 없다는 것이며(즉, 내압으로 압력용기 셀이 늘어나도 이때 존재하는 내압은 변화가 없음), 이 1차 응력이 항복강도를 상당히 초과하게되면 파손이되거나 최소한 전체적 변형이 발생하게된다. 열응력은 1차응력으로 분류하지 않으며 1차 막응력은 일반막응력(General Primary Stress) 및 국부막응력(Local Primary Stress)으로 나눈다. 1차일반막응력은 항복이 발생해도 하중의 재분포가 발생하지 않는 응력이다. 1차응력의 예는 다음의 예를 들수 있다. 1) 내압 또는 분포 활하중으로 인해 원통형 또는 구형 동체에 발생하는 일반 막응력 2) 압력으로 인해 평경판 중앙부에 발생하는 굽힘응력 7. 2차응력(Secondary Stress) 2차응력이란 인접재료의 구속 또는 구조물의 자기구속으로 인하여 생기는 수직응력 또는 전단응력을 말한다. 2차응력의 기본특성은 자기제한성을 갖는다는 것이다. 국부적인 항복 및 작은 변형이 생겨도 자기스스로 외력에 대한 응력을 해소시키는 것이 특징이다. 이러한 응력은 한 번의 작용으로 파손이 생기지 않는다. 종류에는 열응력, 불연속부의 굽힘응력이 여기에 해당된다. 8. 피크응력(Peak Stress) 3차응력이라고도하며, 1차 및 2차 응력에 추가되는 응력을 말한다. 피크응력의 기본특성은 그 자신이 뚜릇한 변형을 일으키지 않으나 피로균열 또는 취성파괴등의 원인 제공으로 이어질 수 있다는 것이다. 1) 탄소강의 클래드강에 발생하는 열응력 2) 열충격으로 인한 표면응력 3) 국부구조물불연속부에 발생하는 응력집중 4) 피로나 변형을 일으키지 않는 열응력 9. 1차 국부막응력 압력 또는 다른 기계적하중에 의해 발생하는 불연속과 관련이 있는 막응력은 한정되지 않으면 구조물의 다른부분으로 하중을 전달하는 동안 과도한 변형을 발생시킬 수 있다. 이와 같은 응력은 2차응력의 특성을 어느정도 가지더라도 보수적인 관점에서 1차국부막응력으로 분류된다. 막응력강도가 1.1sm을 초과하는 범위가 경선방향으로 1.0(Rt)^0.5을 넘지 않을 경우, 이구역을 국부응력 구역으로 간주할 수 있다. 여기서 R은 대상부위 중간면의 최소곡률반지름이고 t는 최소두께이다. 1.1sm(*sm : 평균응력)을 초과하는 축대칭막응력분포를 가지는 1차국부응력강도 구역간의 거리는 경선방향으로 2.5(Rt)^0.5 이상 떨어져야한다. 여기서 R=(R1+R2)/2, t=(t1+t2)/2 가된다. t1 및 t2는 각 대상구역의 최소두께이며, R1 및 R2는 막응력강도가 1.1sm을 초과하는 구역의 중간면의 최소곡률반지름이 된다. 브라켓(Bracket)에 집중하중이 작용하는 경우처럼 막응력강도가 1.1sm을 초과하는 1차국부막응력강도 산개구역(Discrete region)사이에서는 막응력강도가 1.1sm을 초과하는 부위가 중첩되지 않도록 해야된다. 10. 하중지배응력 내압, 관성하중 또는 중력의 영향등에 의해 변위가 발생하더라도 그 크기가 감소되지 않는 하중을 가할 때 생기는 응력을 말한다. 11. 열응력(Thermal Stress) 열응력이란 불균일한 온도 분포 또는 서로 상이한 열팽창계수로 인하여 생기는 자기평형응력을 말한다. 열응력은 보편적으로 그 크기 및 형상이 온도에 따라 변하는 고형물체(Solid Body)가 변형을 억제당하는 경우 발생한다. 허용응력을 결정하기 위하여 변형이 발생하는 체적 또는 구역에 따라 다음의 2가지 형태를 고려한다. 1) 일반열응력은 열응력이 생기는 구조물의 변형과 관계된다. 응력집중을 무시했을 때 이런 형태의 응력이 항복강도의 2배를 초과하면 탄성해석은 의미가 없게되며, 열사이클이 반복되면 변형이 증가할 수도 있다. 가) 원통형 동체내의 축방향온도분포로 인하여 생기는 응력 나) 노즐과 노즐이 부착된 동체 사이의 온도 편차로 인하여 생기는 응력 다) 원통형 동체내의 반지름방향 온도 분포로 생기는 등가선형응력 2) 국부열응력은 차등팽창을 완전히 억제시킬 때 생기며 따라서 뚜렷한 변형을 일으키지 않는다. 이러한 응력은 피로관점에서만 고려하며 국부응력으로 분류된다. 가) 용기내의 작은 열점(Hot spot) 에 생기는 응력 나) 원통형 동체내의 반지름방향 온도 분포로 인하여 생기는 실제응력과 등가선형응력의 차이 다) 모재와는 다른 선팽창계수를 가진 클래드(Clad)재료의 열응력 12. 비탄성 작용하중을 모두 제거한 이후에도 재료가 본래의 형상 및 크기로 되돌아가지 않는 재료의 일반적 특성을 말한다. 소성과 크리프(Creep)는 비탄성의 특수한 사례로 볼 수 있다. 13. 비탄성계수 탄성계수를 비중량으로 나눈 값을 말한다. 14. 소성힌지 소성힌지란 극한해석에서 사용하는 이상적 개념으로 하나의 보 또는 골조 내에서 소성힌지는 모멘트, 전단력 및 축방향상호작용 표면상에 위치하는 점에서 형성되며, 판 및 동체내에서의 소성힌지는 일반화된 응력이 항복표면상에 위치하는 곳에서 발생된다. 15. 래치팅(Ratchetting) 래치팅이란 기계적응력, 열응력 또는 둘 모두가 변할 때 기기에서 발생할 수 있는 비탄성변위 및 변형도가 점진적으로 증가하는 현상을 말한다. 16. 세이크다운(Shakedown) 하중이 몇 사이클 작용한 이후 래치팅이 그치게 되면 구조물에 소성변형이 발생하는데 이를 세이크다운이라한다. 이후의 구조물 응답은 탄성적 또는 탄성-소성적이 되며 점진적 증분의 비탄성변형은 발생되지 않는다. 탄성세이크다운이란 후속 응답이 탄성적인 경우를 말한다. 17. 응력사이클 응력의 크기가 대수적 최대치와 최소치의 주기를 말한다. 한 운전사이클 중에는 1회 이상의 응력사이클이 발생하는데 동적영향도 응력사이클로 간주한다. 출처 :피이에스기술사사무소(http://www.pes21.com)

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