이 구조에서 왜 파손이 반복될까? 재질이 아닌 설계에서 시작되는 문제현장에서 자주 듣는 말이 있습니다.“재질을 더 좋은 걸로 바꿔야 하는 거 아닌가요?”하지만 실제로 반복 파손이 발생하는 구조를 분석해 보면, 원인은 재질이 아니라 구조 설계인 경우가 대부분입니다.특히 동일한 위치에서 균열이 반복된다면, 이는 거의 확실한 설계 신호입니다. 왜 항상 같은 위치에서 파손될까? 파손이 무작위로 발생한다면 외부 충격이나 사용 환경을 의심해볼 수 있습니다.그러나 항상 같은 위치에서 균열이 발생한다면, 구조적으로 다음 문제가 숨어 있습니다. 응력이 특정 부위에 집중되어 있음 하중이 자연스럽게 분산되지 않음 반복 하중에 대한 피로 설계가 고려되지 않음 즉, 구조가 “그 위치에서 버티지 못하도록” 설계되어 있다는 의미입니다. 가장 흔한 원인 ① 응력 집중기계 부품에서 파손이 시작되는 지점은 대부분 비슷합니다. 날카로운 모서리(Sharp Corner) 볼트 구멍 주변 단면이 급격히 변하는 구간 용접부 또는 체결부 인접 영역 이러한 위치에서는 하중이 균일하게 전달되지 못하고, 응력이 한 점에 집중되며 미세 균열이 발생합니다.이 균열은 육안으로 보이지 않더라도 이미 파손은 시작된 상태입니다. 가장 흔한 원인 ② 반복 하중과 피로 파손정적 하중에서는 문제가 없어 보이던 구조도,다음과 같은 조건이 반복되면 상황은 완전히 달라집니다. 진동 주기적인 회전 반복되는 개폐 동작 지속적인 미세 변형 이때 발생하는 것이 바로 피로 파손(Fatigue Failure) 입니다.재질 강도보다 훨씬 낮은 하중에서도,수천·수만 번 반복되면 결국 파손으로 이어집니다. “재질을 바꾸면 해결되지 않나요?”많은 경우, 재질 변경은 근본 해결책이 아닙니다. 응력 집중이 그대로라면 → 파손 위치는 동일 강한 재질일수록 → 취성 파손 위험 증가 비용 상승 대비 수명 개선은 제한적 진짜 해결은 하중 흐름을 바꾸는 설계에 있습니다. 설계로 파손을 줄이는 방법구조 설계 단계에서 다음 요소만 점검해도 파손 확률은 크게 줄어듭니다. Sharp Corner → Fillet 적용 단면 변화 구간 완만화 하중 방향과 구조 형상의 일치 체결부 주변 응력 분산 구조 반복 하중을 고려한 안전계수 설정 그리고 무엇보다 중요한 것은 “감”이 아니라 해석으로 확인하는 것 입니다. 해석은 파손 이후가 아니라, 설계 단계에서구조해석을 통해 다음을 사전에 확인할 수 있습니다. 최대 응력 발생 위치 실제 하중 전달 경로 피로 수명 예측 형상 변경 전·후 비교 파손 후 수정은 비용이지만, 설계 단계의 해석은 투자입니다. 강도계산이란 무엇인가?▶
