Safety Factor   안전 계수

1. 안전 계수 (factor of safety, safety factor)  :  n

  ㅇ 기계 구조물이 파손 없이, 제대로 기능을 수행하도록 하는, 설계 기준
     - 통상, `재료가 파괴되는 한계 강도`와 `설계시 예상되는/허용하는 최대 응력`과의 비율
        . (기계공학에서, 설계시 많이 사용함)

  ㅇ (안전 계수)  n = (재료의 기준 강도) / (허용 응력)  >  1.0 (1.0 ~ 10)
     * 여기서, 
        . 항복 강도, 극한 강도, 파괴 강도 등을 재료의 `기준 강도`로 사용
        . 설계시 허용가능한/예상되는 최대 응력 등을 `허용 응력`으로 사용
        . 통상, 재료의 기준 강도 보다 허용 응력을 작게 하여, 안전 계수를 정하게 됨 (> 1.0)
        . 이때, 하중,상황에 따라, 안전 계수를 통상 다음과 같이 정함
           .. (정적 하중 : 1.5 ~ 2.5, 동적 하중 : 3.0 ~ 4.0, 충격 하중 : 6.0 이상 등)
           .. (일상 : 2, 인명 관련 : 4 ~ 5, 재해,재난 관련 : 10 정도) 

     - (기준 : 항복 강도)
	. 안전계수 :  n = (항복 강도) / (허용 응력)  
           .. 인장 : n = σY/σallow = (인장 항복 응력) / (인장 허용 응력)  
           .. 전단 : n = τY/τallow = (전단 항복 응력) / (전단 허용 응력)  

     - (기준 : 극한 강도, `초과하면 재료가 파괴됨`) 
	. (주로, 콘크리트나 플라스틱과 같은 취성 재료, 목재,고강도 강 처럼,
           명시적으로 항복 강도이 정의되지 않은 재료에 한하여 적용)
	. 안전계수 :  n = (극한 강도) / (허용 응력)  
           .. 인장 : n= σU/σallow = (인장 극한 응력) / (인장 허용 응력)  
           .. 전단 : n= τU/allow = (전단 극한 응력) / (전단 허용 응력)  


2. 허용 응력 (allowable stress)  :  σallow, τallow

  ㅇ 안전 사용을 위해, 허용 가능한(예상되는) 최대 응력
     - 특정 재료,특정 구조물에 대해 설정됨

  ㅇ (허용 응력) = (항복 강도) / (안전 계수)
     - (인장시) σallow = σY/n1   
     - (전단시) τallow = τY/n2

  ※ 특정 재료,구조물에 허용 응력이 설정되면, 이후 허용 하중이 결정됨
     - (허용 하중) = (허용 응력) x (단면적)