1) 저 사이클 피로(고응력 피로, 소성피로)란
반복회수가 105회 정도 이하에서 파괴되는 경우의 피로현상이다. 이와같이 작은 횟수로 파괴시키기 위한 하중에 의한 응력은 항복점을 초월하고 歪는 소성역에 들어간다. 저 사이클 피로는 일반의 압력용기, 배관, 선박, 항공기 등과 열부하가 큰 반복을 받는 구조물 설계상 중요한 문제이다.
고 사이클 피로는 소성변형을 일으키지 않는 응력이 작용하는 경우이지만 저 사이클 피로는 항복변형도보다 큰 변형도가 발생한다는 것이다.
압력용기와 같이 내용수명 기간중에 설계계산에 고려할 크기의 하중이 가해지는 반복 수는 일반적으로 105회 이하로 생각된다. 이와같은 경우에는 그 구조물이 수명기간중에 받는 총 반복수에 대응하는 시간정도에 준한 허용응력으로 설계하면 충분하며, 종래의 고 사이클 피로(파괴 수명이 106회 이상)시험으로 얻어지는 피로강도로 설계하는 것은 상당히 비경제적이다.
2) 저사이클 피로 하중에서 발생하는 파괴현상과 용접부에서 갖는 의미
피로강도는 그 정적강도와는 전연 관계가 없고 이음형상이나 용접부의 표면 상황에 의하여 영향을 받는다. 용접구조물의 파괴는 보통의 인장시험과 같이 정적 하중이 너무 걸려서 소성변형이 일어나 파괴되는 일은 드물고 오히려 notch부에서 저온시에 발생하는 취성파괴나 반복하중에 의해서 피로파괴되는 경우가 많다.
맞대기 이음의 피로강도는 결합도가 증가함에 따라 급속하게 저하한다. 또한 용접부의 덧붙이 삭제, 응력제거, 풀림, 연삭 등의 영향이 맞대기 이음의 피로강도에 크게 영향을 준다. 균열의 영향은 미소한 균열이 있으면 약 50% 낮아지고 약 1mm 길이의 균열이 있으면 피로강도가 1/4로 저하한다. 필릿용접에서는 루트의 응력집중이 현저하기 때문에 반복하중을 받는 강도상 중요한 부분에는 필릿이음을 될 수 있는데로 쓰지않는 것이 좋다. T형 필릿의 굽힘 피로는 필릿의 루트부터 파괴되지 않고 용접끝에서부터 모재가 파괴되는 것이 보통이다.