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나. 피로시험 데이터의 분석
그림 16. 일반적인 하중상태
° 교번응력(Alternating Stress)과 관련된 식
- 응력폭(Stress Range) : 
- 응력진폭(Stress Amplitude) : 
- 평균응력(Mean Stress) : 
- 응력비(Stress Ratio) : 
- 진폭비(Amplitude Ratio) : 
° 하중상태에 따른 R과 A값
표 5. 하중상태에 다른 R과 A 값
그림 17. 강(Steel)의 S-N 곡선  그림 18. 알루미늄(Aluminium)의 S-N 곡선
° S-N 커브(Stress-Life Curve)에 사용되는 용어의 정의
- 응력진폭(S로 표시 : Stress Amplitude) : 시편이 받는 최대응력과 최소응력의 차를 반으로 나눈 값
- 피로수명(NF : Number of Cycles) : 시편의 파단 시까지 적용된 하중의 반복횟수
- 피로강도(SNF : Fatigue Strength) : NF에서 파단이 일어나는 응력 값의 추정 값
- 피로(내구)한도(Sf : Fatigue Limit 또는 Endurance limit) : 반복횟수가 아무리 많아지더라도 피로파괴를 일으키지 않는 최대응력
° S-N 커브의 해석 방법
- 강(Steel)의 경우(그림 17)에는 피로(내구)한도 Sf 를 가지는데 107 사이클을 무한수명으로 고려함
- 비철합금은 피로한도를 가지고 있지 않고, S-N 선도는 계속적인 경사를 나타낸다. 이러한 재료에 대한 피로한도 또는 피로강도는 5×108 사이클 수명에 상당하는 응력 값으로 함
그림 19. 여러 가지 재료의 S-N 곡선
° 평균응력의 영향(Mean Stress Effects)
- 인장 평균응력(Tensile Mean Stress)은 피로수명에 해로우며, 압축 평균응력(Compressive Mean Stress)은 피로수명에 이로운 경향을 보인다.
° 여러 가지 평균 응력식
- Soderberg : 
- Modified Goodman : 
- Gerber : 
- Morrow : 
- 재료의 항복기준선 : 항복응력( )과 주기항복응력( ) 또는 항복응력( )을 연결한 선
- 재료의 피로기준선 : 각각의 평균 응력식으로 그린 그래프
- 재료의 항복기준 및 피로한도 기준 : 항복기준선과 피로기준선의 교차되는 선(붉은색)
- Soderberg 방법은 과도한 설계치수 산정으로 거의 사용하지 않음
- 실제 실험 자료는 Goodman 곡선과 Gerber 곡선 사이에 나타나는 경향이 있음
- 인장강도가 진파괴응력에 접근하는 경도가 높은 강의 경우 : Morrow 곡선과 Goodman 곡선은 같음
- R < 1 (작은 평균응력)인 대부분의 피로설계 상황에서는 이론식 간에 거의 차이가 없음
- 만약 Sa와 Sm이 붉은색 곡선(그림 21) 아래에 존재한다면, 피로와 항복은 발생하지 않음.
- R ≒ 1 경우는 항복기준이 설계한계임
 
그림 20. 평균응력 식들의 그래프 비교 그림 21. 피로와 항복조건 그래프
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