[고체역학] 최대 주응력(Max Principal stress), 본 미세스 응력(Von-Mises stress)

*** 취성 - Plastic - Max principal,  연성 - Steel - Von mises
변형 볼 때 Von mises, 강도 볼 때 Max principal 

 

1. Von-Mises Stress (본 미세스 응력) : 

재료나 구조물이 받는 응력의 총합을 나타내는 데 사용되는 개념이다. 

연성 재료는 취성 재료와 달리 상당한 변형을 견디며, 파단 전까지 소성 변형을 경험하는 특징이 있습니다. 
Von Mises 응력은 소성 변형을 유발할 가능성이 있는 에너지를 고려한 항복 조건으로, 여러 방향에서 작용하는 복합 응력을 종합하여 평가할 수 있는 기준입니다.
연성 재료에서는 주응력보다 여러 방향의 응력이 작용할 때 발생하는 비틀림 에너지(Distortion Energy)를 기반으로 파단 여부를 예측하는 것이 중요합니다. 
Von Mises 응력은 이런 점에서 연성 재료의 항복을 잘 예측할 수 있어 강도 확인에 사용됩니다.

 

2. Max Principal Stress (최대 주응력) :

최대 주요 응력은 구조물이 받는 응력 중에서 가장 큰 값을 가리킨다. 

취성 재료는 연성 재료에 비해 변형이 적고 파단 시에 거의 변형 없이 갑자기 부서지는 특성을 가집니다. 
이러한 재료는 주로 인장응력에 의해 파괴가 발생하며, 파괴 시에는 재료의 내부 결합을 넘는 최대 응력에 도달하면 파단됩니다.
따라서 취성 재료에서는 최대 주응력(Principal Stress) 기준으로 강도를 평가하여 파괴 여부를 판단하는 것이 적합합니다. 
이때 최대 주응력은 취성 재료가 견딜 수 있는 최대 한계치에 초점을 맞추므로, 재료 내부 결합을 유지하기 위해 최대 응력이 초과되지 않도록 설계합니다. 

 

따라서 취성 재료는 파괴 시점이 최대 주응력에 의존하고, 연성 재료는 소성 변형을 고려하는 Von Mises 응력 기준이 강도 확인에 더 적합한 이유입니다.