균열과 응력집중 - 구조물 파괴의 핵심 기전

균열과 응력집중 - 구조물 파괴의 핵심 기전 1. 응력집중 현상의 개요균열은 단순한 결함이 아니라 구조물 파괴를 유도하는 중요한 응력집중원이다. 응력은 이상적으로 균일하게 분포하나, 구조물 내부에 불연속성이 존재할 경우 특정 위치에 집중되는 경향을 보인다. 이러한 집중은 균열의 선단에서 가장 뚜렷하게 나타난다.타원형 균열이 존재하는 경우, 균열 선단에서의 최대 응력은 다음과 같이 표현된다.σ_y = S * (1 + 2 * (c / d))S: 원거리 하중에 의해 발생하는 공칭 응력c: 균열의 반장(half-length)d: 균열 선단의 곡률 반경(radius of curvature)곡률 반경이 작을수록, 즉 균열 끝이 날카로울수록 응력 집중도는 증가한다. 반대로, 선단이 무뎌질수록 집중도는 완화된다. 2..

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• · 2025. 5. 1.
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티끌 모아 태산! 잔돈 투자로 1년 동안 모은 금액 실화?

티끌 모아 태산! 잔돈 투자로 1년 동안 모은 금액 실화?  cc잔돈 투자란 무엇인가? 몇 해 전, 친구와 삶의 목표를 논하며 작은 금액으로 어느 정도 자산을 형성할 수 있는지에 대해 고민하던 중, '잔돈 투자'라는 개념을 접하게 되었다. 이름도 생소한 이 투자 방법은 평소 사용할 일이 많지 않던 잔돈을 모아 비교적 작은 금액부터 투자할 수 있게 해주는 시스템이다. 큰 금액의 투자에 비해 부담이 적어 대부분의 사람들이 쉽게 접근할 수 있다는 특징이 있다.  사실 경제적 여유가 없는 사람들이나 투자 경험이 부족한 사람들에게 이런 종류의 투자는 그야말로 마중물이 될 수 있다. 과거 종자돈이라는 용어가 있었지만, 잔돈 투자는 그보다는 현대적이며 무척 현실적이다. 은행에서 하는 간편한 저금과는 다르게 투자 시장..

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• · 2025. 4. 30.
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균열이 강도에 미치는 영향, 응력확대계수와 파괴인성의 개념 이해

균열이 강도에 미치는 영향 – 응력확대계수와 파괴인성의 개념 이해재료의 강도는 단순히 인장강도나 항복강도만으로 결정되지 않는다. 특히 구조물에 미세한 균열이나 결함이 존재할 경우, 응력은 그 끝단에서 집중되어 전체 파괴를 유발할 수 있다. 이러한 균열의 거동을 분석하기 위한 도구가 바로 파괴역학(Fracture Mechanics)이며, 그 핵심 지표 중 하나가 응력확대계수(K)다.  1. 응력확대계수 K의 개념응력확대계수 \( K \)는 균열 선단에서의 응력장이 얼마나 집중되는지를 수치화한 값이다. 균열의 길이(a)가 길수록, 혹은 하중(S)이 클수록 선단 응력은 크게 증폭된다.K = S √(πa) (단, a ≪ b 인 얇은 판 조건)S : 원거리 평균 응력a : 균열의 반길이K : 응력 확장..

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• · 2025. 4. 29.
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행동형성요인에 근거한 휴먼에러 예방대책 - Engineering 관점

행동형성요인에 근거한 Human Error 예방대책 -Engineering 인간 능력 한계에 맞춘 설계의 중요성Human Error를 줄이기 위한 첫 번째 조건은 작업 설계 자체를 사람이 감당할 수 있는 수준으로 맞추는 것이다. 사람마다 신체 조건, 정신 집중력, 감각 반응 속도 등은 차이가 있고 한계도 명확하다. 이런 점을 무시한 채 설비를 설계하거나, 작업 표준을 만들면 실수는 구조적으로 반복될 수밖에 없다. 특히 장시간 같은 작업을 반복하게 하거나, 심리적 압박이 높은 환경에 지속적으로 노출될 경우 에러 가능성은 급격히 올라간다. 결국 실수를 개인 탓으로 돌리기 전에, 그 작업이 애초에 인간 중심적으로 설계되어 있는지를 먼저 살펴야 한다. 인체측정자료의 활용 – 치수를 기준으로 한 설계작업..

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• · 2025. 4. 28.
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균열은 이론처럼 날카롭지 않다 – 실제 재료에서의 균열 선단 거동

균열은 이론처럼 날카롭지 않다 – 실제 재료에서의 균열 선단 거동파괴역학에서는 균열이 있는 구조물의 안전성을 예측하기 위해 다양한 이론적 모델을 사용한다. 그중 하나는 균열 선단에서 응력이 무한대(∞)로 집중된다는 이상적인 가정이다. 하지만 현실의 재료는 그렇게 단순하지 않다. 이번 글에서는 실제 재료에서 균열 선단이 어떻게 거동하는지, 그리고 재료 유형에 따라 어떤 차이가 있는지를 알아본다.  1. 이상적 균열 vs. 실제 균열이론상 균열의 끝은 무한히 날카로워서 곡률 반지름(ρ)이 0이라고 본다. 이 경우 응력은 균열 끝점에서 무한대로 발산한다고 계산된다.그러나 실제 금속, 세라믹, 고분자 등 대부분의 재료에서는 균열 선단에서 소성 변형(plastic deformation)이 발생하면서 끝이 무한히 ..

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• · 2025. 4. 27.
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평판재료 타원형균열 응력 증폭과 이론적 해석, 응력집중원 균열

응력 집중이란 무엇인가? – 타원형 구멍에서의 응력 증폭과 이론적 해석우리가 기계부품을 설계할 때, 가장 경계해야 할 요소 중 하나는 바로 응력 집중(Stress Concentration)이다. 재료 내부에 구멍, 홈, 흠집, 균열이 있을 경우, 외부 하중이 균일하게 분포되지 못하고 그 특정 지점에 국부적으로 매우 큰 응력이 생기게 된다. 이로 인해 부품은 예상보다 일찍 파괴되거나 피로균열이 발생할 수 있다.  이번 글에서는 아래 그림처럼, 중앙에 타원형 구멍이 존재하는 판재에 인장 하중을 가했을 때 응력 분포가 어떻게 변하는지를 수식과 함께 살펴본다. 1. 응력 집중의 원리판재에 균일한 인장 응력 S가 작용하고 있는 상황을 생각해보자. 이 판에 타원형의 구멍이 하나 있다고 가정하면, 구멍의 끝단에서 응..

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• · 2025. 4. 26.
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