합리적인 구조안전성 평가를 위한 재료의 파괴 양식을 4가지로 분류하고 현상에 대하여설명하시오.

• 항복,
  재료의 인장시험을 하면 응력이 작은 경우 재료는 탄성 거동을 함.
  항복응력을 초과하면 소성변형이 발생하여 하중이 제거되어도 영구변형이 잔류하게 되고 극한응력에까지 도달하면 재료는 파단됨.
  항복에 대한 검토는 구조설계시 제일 먼저 고려되며, 대부분의 경우 소성변형이 발생하지 않게 부재에 발생하는 응력이 항복응력 이하가 되게 함.
• 좌굴,
  압축을 받는 기둥, 판, 보강재의 압축응력이 임계응력 이상이 되면 갑작스러운 변형이 발생한 후 붕괴에 이르게 됨.
  전단응력에 의해서도 45도 방향에서 압축응력이 발생하므로 좌굴이 발생할 수 있음.
  통상 임계응력의 크기는 항복응력보다 작고, 많은 구조손상사례가 좌굴현상이므로 구조설계시 꼭 검토되어야 함.
• 피로파괴,
  철사를 위아래로 반복적으로 변형시키다보면, 즉 변동하중을 가하다보면 철사가 끊어지는데 대표적인 피로파괴 현상임.
  항복응력보다 훨씬 작은 변동하중이라도 반복되는 횟수가 많아지면 재료에 균열이 발생하게 됨.
  균열이 발생한 부위에 응력이 집중되어 균열은 점차 커지다가 부재는 파단하게 됨.
  선박은 일차적으로 파도에 의해 변동하중을 받고, 진동에 의한 변동하중도 있음.
  특히 선박에 고장력강을 적용하면서 부재에 발생하는 응력수준이 높아짐에 따라 피로에 의한 손상이 증가하였음.
• 취성파괴,
  유리처럼 변형이 거의 없는 상태에서 파단이 일어나는 현상.
  변형이 거의 없는 상태에서 발생하므로 취성파괴 전에 수리 같은 보강조치가 어려움.
  스틸의 경우 영하로 내려가는 저온 환경에서 취성파괴가 일어날 수 있어 액화가스운반선이나 극지방을 운항하는 선박의 경우 온도분포해석을 통해 온도가 낮은 부위에 D, E, F 등급의 스틸을 적용함.

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