수정 굿맨 선도의 뜻

평균 응력의 영향을 나타내는 선도. 완전 양진 피로 한도와 인장 강도를 직선으로 이어, σa = σw(1 − σm/σB)를 허용 응력 진폭의 기준으로 삼는다.

일본어 명칭: 修正グッドマン線図

‘수정 굿맨 선도’ 관련 연습 문제는 2개 분야에 2문제가 있습니다(기계적 성질과 파괴, 파괴 역학과 피로 등).

이 용어의 분야: 파괴 역학과 피로

수정 굿맨 선도 연습 문제에 도전

피로의 S-N 곡선에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?

A탄소강에서는 어떤 응력 진폭보다 낮으면 반복해도 잘 파단되지 않는 피로 한도가 나타나는 경우가 많다
B알루미늄 합금은 탄소강보다 뚜렷한 피로 한도를 보이며, 10⁶회 부근부터는 S-N 곡선이 완전히 수평이 된다
C인장의 평균 응력이 클수록 균열이 벌어지기 어려워져 잘 진전하지 않으므로, 같은 응력 진폭에서의 피로 수명은 길어진다

정답과 해설 보기

정답: A. 탄소강에서는 어떤 응력 진폭보다 낮으면 반복해도 잘 파단되지 않는 피로 한도가 나타나는 경우가 많다

탄소강이나 저합금강에서는 S-N 곡선이 10⁶~10⁷회 부근에서 수평에 가까워지며, 그보다 낮은 응력 진폭에서는 잘 파단되지 않는 피로 한도가 나타나는 경우가 많습니다. 알루미늄 합금이나 구리 합금 등 FCC 금속에서는 뚜렷한 수평부가 잘 나타나지 않으므로, 10⁷회 등 정해진 횟수에서의 강도(시간 강도)로 평가합니다. 인장의 평균 응력은 균열을 벌리는 방향으로 작용하여 균열의 진전을 빠르게 하므로, 같은 응력 진폭이라도 수명은 짧아지며 굿맨 선도 등으로 보정합니다. 덧붙여 부식 환경이나 10⁸회를 넘는 초고사이클 영역에서는 강에서도 피로 한도가 뚜렷하지 않게 되는 경우가 있습니다.

양진 피로 한도가 σw = 300 MPa, 인장 강도가 σB = 800 MPa인 강에 평균 응력 σm = 200 MPa의 반복 응력을 가한다. 수정 굿맨 관계 σa = σw(1 − σm/σB)를 사용하면, 피로 한도에 해당하는 응력 진폭에 가장 가까운 것은 무엇인가?

A약 281 MPa
B약 225 MPa
C약 100 MPa

정답과 해설 보기

정답: B. 약 225 MPa

σm/σB = 200/800 = 0.25이므로 σa = 300×(1 − 0.25) = 225 MPa입니다. 인장의 평균 응력은 균열을 벌리는 방향으로 작용하므로, 허용되는 응력 진폭은 양진(σm = 0)의 값보다 작아집니다. 수정 굿맨 선도는 세로축의 σw와 가로축의 σB를 직선으로 이은, 안전 측의 기준입니다. 약 281 MPa는 평균 응력의 비를 제곱하는 포물선인 거버(Gerber)의 관계 300×(1 − 0.25²)로 구한 값으로, 굿맨보다 위험 측의 추정입니다. 약 100 MPa는 σB 대신 σw로 나누어 버린 값입니다. 압축의 평균 응력은 피로에 오히려 유리하게 작용하는 경우가 많지만, 설계에서는 보통 그 효과를 고려하지 않습니다.

해설 속의 ‘수정 굿맨 선도’

인장의 평균 응력은 균열을 벌리는 방향으로 작용하여 균열의 진전을 빠르게 하므로, 같은 응력 진폭이라도 수명은 짧아지며 굿맨 선도 등으로 보정합니다.
피로의 S-N 곡선에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?
수정 굿맨 선도는 세로축의 σw와 가로축의 σB를 직선으로 이은, 안전 측의 기준입니다.
양진 피로 한도가 σw = 300 MPa, 인장 강도가 σB = 800 MPa인 강에 평균 응력 σm = …

수정 굿맨 선도의 뜻

수정 굿맨 선도 연습 문제에 도전

피로의 S-N 곡선에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?

양진 피로 한도가 σw = 300 MPa, 인장 강도가 σB = 800 MPa인 강에 평균 응력 σm = 200 MPa의 반복 응력을 가한다. 수정 굿맨 관계 σa = σw(1 − σm/σB)를 사용하면, 피로 한도에 해당하는 응력 진폭에 가장 가까운 것은 무엇인가?

해설 속의 ‘수정 굿맨 선도’

‘수정 굿맨 선도’ 관련 문제(2문제)

관련 용어