기술용어통 : CAE 입문자도 쉽게 이해할 수 있는 '알기 쉬운 기술 용어집'

취성파괴이론 - brittle failure theory

작성자: MidasIT 반디통 | 2021. 7. 28 오후 3:00:00

유리나 도자기와 같이 하중을 받으면 깨어지기 까지 변형이 거의 없는 탄성계수(elastic modulus)가 거의 무한대인 재료를 취성재료(brittle material)로 정의하고 있다. 이러한 물체가 특정한 하중상태에서 파괴할 것인가를 판단하는 기준은 금속과 같은 연속재료(ductile material)의 판단기준과는 많은 차이가 있다.

연성재료의 경우에는 물체 내 특정한 지점에서의 응력이 항복응력(yield stress)을 초과하였는지의 여부가 파괴의 기준이 되지만, 취성재료의 경우에는 파단응력에 도달하였는지가 파괴의 기준이 된다. 연성재료와 마찬가지로 취성재료의 경우에도 인장뿐만 아니라 압축하중에 의해서도 파괴가 발생한다.

취성파괴 기준으로는 크게 세가지 이론이 많이 사용되고 있으며, 그 중에서 가장 단순한 이론이 바로 최대수직응력이론이다. 이 이론은 물체 내 응력값이 단순히 파단응력에 도달하였을 때 취성파괴가 일어난다고 예측한다.

한편 가장 많이 사용되고 있는 이론은 쿨롱-모어 이론(Coulomb-Mohr theory)으로써, 극한 인장강도를 최대 주응력으로 나눈값과 극한 압축강도를 최소 주응력으로 나눈값과의 차이가 1보다 크게 될 경우에 취성파괴가 발생한다고 예측한다. 실험결과와 비교하여 예측의 정확도를 향상시키기 위하여 쿨롱-모어 이론을 수정한 이론이 모어 수정이론(modified Mohr theory)이다. 하지만 쿨롱-모어 이론이 전통적으로 실무 설계업무에 많이 사용되어 왔기 때문에 현재도 쿨롱-모어 이론을 가장 많이 사용하고 있는 추세이다.

.