[기계안전기술사] 문제풀이 2022년 126-2-2 기계설계 고려사항

문제
2. 기계·기구 및 설비의 제작 설계 시 고려하여야 할 아래 내용에 대하여 설명하시오.
가) 허용응력(Allowable stress)
나) 안전계수(Factor of safety)
다) 기준강도 결정 시 고려사항 5가지
라) 안전계수 결정 시 고려사항 5가지

정답
1. 허용응력 (Allowable Stress)
안전 여유가 반영된 탄성한도 이내에서 허용할 수 있는 최대 응력
사용 응력 Ow는 허용응력 보다 작거나 같아야 함

2. 안전계수 또는 안전율(Safety Factor)
안전율(Safety Factor)은 기준강도 (인장강도, 항복점, 피로강도, 크리프강도 등)와 허용 응력의 비로 설명할 수 있으며,
안전율(SF) = (기준강도 / 허용응력) >= 1

3. 기준강도 결정시 고려사항
기준강도 결정할 때 기준 강도는 재료의 피로 강도, 크리프 등의 사용 환경에 따라 다르다.
1) 상온. 정하중의 연성 재료는 기준 강도로 한다
2) 상온  정하중의 주철 등 전성 재료는 극한 강도 기준 강도로 한다
3) 고온 정하중시 크리프 한도를 기준 강도로 한다
4) 좌굴이 발생되는 장주는 좌굴 하중을 기준 강도로 한다
5) 반복 하중 발생되는 부재는 피로한도가 기준 강도가 된다

4. 안전계수 선정시 고려 사항
1) 재질 및 균질성에 대한 신뢰도
    최성재료는 연성 재료 보다 안전율을 크게
2) 응력 계산의 정확도 크기
    형상이 복잡하고 응력 작용 상태가 복잡한 경우 안전율을 크게.
3) 작용응력의 종류
    정하중은 작게, 충격하중의 안전율을 크게.
4) 작용 하중 값의 정확도의 크기
    관성력 등이 작용하는 경우 안전율을 크게
5) 불연속 부분의 존재
    불연속 부분은 응력집중이 발생하므로 안전율을 크게
6) 공작 정도와 가공면의 상태.