[Q&A] von mises stress 쓰는 이유가 뭐죠?

한 회원분이 아래와 같은 글을 올리셨습니다.. "ANSYS에서 solve하고 나서 응력분포 볼때 von mises stress 쓰는 이유가 뭐죠? solve하고나서 plot result에서 스트레스 응력을 볼때 다른 stress도 많은데 (Plastic equivalent stress 이 외에도 더 있음) 왜 von mises stress를 쓰는거죠? 무슨 특별한 이유라도 있나요? 알려주시면 감사하겠습니다. 너무 궁금해서 이렇게라도 올립니다.^^ " 꼭 네이버 지식인에 글을 올리시는 어투 같네요 ^^.... 근본적인 문제로 돌아가서 왜 ANSYS 를 돌리는가 부터 생각해 보면 답이 나올거 같습니다. 즉, ANSYS 를 하는 이유는 어떤 자연현상 (그것이 무엇이 되었든)을 finite element analysis 라는 방법을 이용해서 그 자연현상을 예측 (prediction) 하기 위한 것이지요..다시말하면 실험등의 물리적인 현상을 이론으로 어떻게 될것이다 하고 과학적으로 예상하는 것이지요..모든 modelling (예:mathematical, analytical, etc.) 의 목적은 이 것 하나 입니다.. 다시 질문으로 돌아와 보면 ANSYS 를 돌려서 어떤 숫자들(예:stress data)을 얻었습니다....그런데 이것을 기준으로 과연 해당 구조물이, 예를 들면, 정상상태인지 아니면 정상 혹은 맛이 갔는지 판단을 하려면 또 다른 어떤한 기준이 있어야 할 것입니다..그 기준이 바로 failure criteria 가 되는 것입니다... 일반적으로 두가지 범주로 크게 나뉩니다..brittle material and ductile material 로요.. 예를들면 brittle material 은 콘크리트, 유리, 흙 등등 failure 가 급작스런 (brittle) material 을 말하고요..다른 하나는 길게 엿가락 처럼 늘어지는 failure 를 보이는 material; 제일 좋은 예로 steel 이 있겠지요.... Brittle material 의 failure 를 예측하기위한 이론은 대표적인것이 Mohr failure theory 입니다. 그리고 ductile material 은 von Mises theory 이고요...Equivalent stress theory 라고도 합니다....내용을 자세히 쓰는 것은 타자치는데 시간이 많이 걸릴것 같아 안하니 관심있으신분들은 책을 좀 찾아 보시면 쉽게 이해하실수 있을 것입니다.. 결론은 von Mises stress 는 해당 material 이 yield 했나 안했나를 가늠하게 해주는 장치입니다..예를들어 steel 로 된 물체에서 von MIses stress 의 값이 400 MPa 가 나왔고 material yield strength 가350 MPa였다면 그 물체는 yield 한 것으로 보는 것입니다... 주의 하실점은 위에서도 설명했듯이 von MIses 는 ductile material 에만 적용되는 것입니다..항상 보는 것이 아니라는 얘기이지요..... 감사합니다.