허용 응력 설계

허용 응력 설계(permissible stress design)는 기계공학자와 토목공학자가 사용하는 설계 철학이다.

토목 설계자는 서비스 하중으로 인해 구조물에 발생하는 응력이 탄성 한계를 초과하지 않도록 한다. 이 한계는 일반적으로 안전율을 사용하여 응력이 한계 내에 유지되도록 함으로써 결정된다.

구조공학에서 허용 응력 설계 접근 방식은 일부 예외적인 경우를 제외하고 국제적으로 한계상태 설계 (궁극응력 설계 또는 미국에서는 하중 및 저항 계수 설계(LRFD)로도 알려짐)로 대체되었다.

미국 구조공학 건설에서는 허용 응력 설계(ASD)가 1960년대에 허용 응력 설계에서 한계상태 설계로 변경된 현수교의 경우를 제외하고는 아직 한계상태 설계로 완전히 대체되지 않았다. 목재, 강철 및 기타 재료는 여전히 허용 응력 설계를 사용하여 자주 설계되지만, 미국 대학 시스템에서는 LRFD가 더 일반적으로 가르쳐지고 있을 것이다.

압력 장비 설계와 같은 기계공학 설계에서는 이 방법이 실제로 예상되는 실제 하중을 사용하여 응력과 처짐을 계산한다. 이러한 하중에는 압력 스러스트 및 재료의 무게가 포함될 수 있다. 예상 응력과 처짐은 누설, 항복, 소성 파괴 이전의 극한 하중, 좌굴, 취성 파괴, 피로, 진동/고조파 효과와 같은 다양한 파괴 메커니즘에 대한 "계수"를 가진 허용 값과 비교된다. 그러나 예상 응력은 거의 항상 재료가 선형 탄성이라고 가정한다. 이 "계수"는 때때로 안전율이라고 불리지만, 기술적으로는 부정확하다. 왜냐하면 이 계수에는 국부 응력 및 제조 결함과 같이 특별히 계산되지 않는 사항에 대한 허용 오차가 포함되어 있기 때문이다. 허용 값을 초과하는 것은 좋은 관행으로 간주되지 않는다(즉, "안전"하지 않다).

허용 응력 방법은 일부 국가 표준에서 작동 응력 방법으로도 알려져 있는데, 이는 예상 응력이 장비 작동 중에 예상되는 비계수 응력이기 때문이다(예: AS1210, AS3990).

이 기계공학적 접근 방식은 예상 하중을 극한 파괴 한계와 비교하기 위해 계수화하는 극한 설계 접근 방식과는 다르다. 한 가지 방법은 예상 하중을 계수화하고, 다른 방법은 파괴 응력을 계수화한다.

 같이 보기 
 허용 강도 설계
 건축법규

 각주 

분류:기계공학
분류:토목공학
분류:구조공학