문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 피로 파괴 (문단 편집) == 표준 회전 피로시험기 == [[파일:표준.png]] 표준 회전 피로시험기 [[파일:표준 비유.png]] 이제 아이스크림 막대를 단순히 구부리는 것이 아닌, 원기둥 시편(specimen)에 모터(motor)를 달아 회전시킨다고 생각하자. '''{{{#FF0000 빨간 원}}}'''이 엄지와 검지로 잡고 있는 부분, '''{{{#0000FF 파란 화살표}}}'''가 중지손가락이라고 생각하면 쉽다. '''이 시편은 모터에 의해 계속해서 회전하기 때문에''' 시편의 윗부분은 처음에 압축응력을 받고, 이후에는 인장-압축-인장-압축...이 반복되며, 시편의 밑부분은 처음에 인장응력을 받고, 이후에는 압축-인장-압축-인장...이 반복된다. 이 때의 응력을 피로강도(fatigue strength)라 하며[* 응력의 방향이 바뀌기 때문에 교번응력(alternating stress) 이라는 용어를 쓰기도 한다, 둘 다 쓰이므로 알아두자] 재료의 수명이 무한해지는 피로강도 값을 피로한도 '''S'''(endurance limit)라 한다.[* 깃털로 콘크리트를 무한히 내리쳐도 콘크리트가 파손되지 않는 이유가 바로 이 피로한도 때문이다.] 피로한도보다 높은 응력을 가하게 되면 언젠가는 결국 시편이 끊어지는데[* 그림에서 0.300" 으로 표시되어 있는 콜라병의 허리처럼 시편이 잘록하게 들어간 부분을 볼 수 있다, 이 부분이 점점 얇아지며 끊어지게 된다.], '''얼마의 피로강도에 대하여 시편이 몇 번 회전하고 끊어졌나?'''를 측정해 피로강도와 시편 회전 수의 관계를 그래프로 나타내고, 이를 '''표준회전 피로시험의 S-N 곡선'''이라 한다. [[파일:S-N curve수정.png]] 위 그림은 1045 Steel의 표준회전 피로시험의 S-N 곡선을 나타낸 것이다. 그래프의 의미를 살펴 보자. 그래프에서 10^^3^^ 번 수명에 해당하는 피로강도가 약 550 MPa이다.[* 약 500~600사이로 어림잡았다, 개인마다 보기에 따라 다를 수 있으니 550이란 숫자에 크게 신경쓰지 말자.] 이는 550 MPa의 응력으로 1045 Steel를 표준시험기로 10^^3^^번 반복해서 돌리면 시편이 파손된다는 의미이다. 이번엔 10^^5^^ 번 수명에 해당하는 피로강도를 보자, 약 400 MPa이다. 이는 400 MPa의 응력으로 1045 Steel를 표준시험기로 10^^5^^번 반복해서 돌리면 시편이 파손된다는 의미이다. 그런데, 그래프에서 10^^6^^ 번 수명 이후로는 피로강도가 계속 300 MPa 정도로 일정한데, 이는 300 MPa의 응력 이하에서 1045 Steel를 표준시험기로 돌렸을 때, 절대로 시편은 파손되지 않는다는 것이 된다. 따라서 이 값은 표준회전 피로시험에서의 피로한도라고 볼 수 있다.[* 철강재료(steel)를 기준으로, 10^^6^^번의 수명을 가지면 그냥 수명이 무한하다고 취급한다. 다만 S-N 곡선에서 피로한도가 명확하게 나타나지 않는 재료들은 5*10^^8^^번의 수명을 무한수명으로 취급한다.] 가장 중요한 사실은, 위의 데이터들은 어디까지나 '''표준회전 피로시험기로 얻어진 데이터'''임을 명심해야 한다! 왜냐하면 산업 현장이나 일상 생활에서 모든 물체가 다 표준회전 피로시험기처럼 회전하며 굽힘을 받는 것이 아니기 때문. 굽힘만 받는 경우도 있고([[철사]]), 축하중만 받는 경우([[스카이콩콩]])도 있고, 비틀림을 받는 경우도 있다([[드릴]]).[* 드릴의 경우에는 축하중과 비틀림을 받는다.] 따라서 이들과 구별하기 위해, '''표준회전 피로시험기로 얻어진 피로한도'''는 특별히 윗첨자를 붙혀 '''S^^'^^'''라 쓴다.[* 철강재료(steel)를 기준으로, 보통 이 S^^'^^는 [[브리넬 경도]] 값의 1.73배(MPa), 혹은 극한강도의 0.5배가 된다] '''당연히 각각의 경우 모두 S-N 곡선의 형태가 달라서, 수명, 피로강도, 피로한도가 다르다.''' 그럼에도 이 표준회전 피로시험의 결과가 중요한 이유는 표준회전 피로시험의 데이터를 바탕으로 *굽힘을 받는 경우 *축하중을 받는 경우 *비틀림을 받는 경우 각각의 경우에서의 피로강도, 피로한도, 수명을 유추하기 때문이다. 위의 표준회전 피로시험의 S-N 곡선에서 보다시피, 보통 철강재료(steel)의 경우, 10^^3^^ 수명에서의 피로강도를 구하고, 10^^6^^ 수명을 나타내는 피로한도를 알기만 하면 두 지점을 선형으로 이어서[* log 스케일로 다뤄야 한다] S-N 곡선을 그릴 수 있기 때문에, '''steel의 기준'''에서 각각을 설명한다.저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기