영상요약
물체에 힘을 가할 때 속도는 소재의 반응을 결정짓는 핵심 요소입니다. 동일한 인장 강도를 지닌 소재라 하더라도 매우 빠른 충격이 가해지는 상황에서는 전혀 다른 결과를 나타낼 수 있는데, 이를 '동적 물성'이라고 부릅니다. 고속 충돌이나 추락, 폭발과 같은 극한 상황에서는 일반적인 인장 강도 시험 데이터만으로 소재의 거동을 예측하기 어렵습니다. 그동안 국내에는 이러한 동적 물성을 정밀하게 평가할 수 있는 전문 시설이 부족하여 연구자들과 관련 기업들이 해외 기관에 의존해야 하는 등 많은 기술적 어려움을 겪어왔습니다.
한국재료연구원 권준범 박사팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 구조용 소재의 충돌 안전성을 평가할 수 있는 고도화된 동적 물성 평가 시스템을 구축했습니다. 이 시스템은 고속 인장 시험기, 고속 충돌 시험기, 홉킨슨바 등 다양한 특수 장비로 구성되어 정밀한 측정을 지원합니다. 특히 두 대의 초고속 카메라를 활용한 3D DIC 기술을 적용하여 소재의 변형률을 입체적으로 측정하고 하중 데이터의 노이즈를 제거함으로써, 수치 해석의 정확도를 획기적으로 높일 수 있는 고품질 데이터를 확보할 수 있게 되었습니다.
동적 물성 평가의 핵심 지수는 단위 시간당 소재의 변화 비율을 표현하는 변형률 속도입니다.
해당 시스템은 최대 1만/s에 달하는 초고속 변형 상황까지 측정할 수 있어 기존 평가 방식과는 차원이 다른 신뢰성을 제공합니다. 이는 자동차와 고속열차의 충돌 안전성 평가는 물론, 항공기 추락이나 위성 및 로켓의 내구성, 군사 장비의 피격 상황에 대한 소재 안전성 분석에도 폭넓게 활용됩니다. 혁신적인 기술로 완성된 이 첨단 평가 체계는 대한민국이 소재·부품 강국으로 도약하는 과정에서 우리 기업과 연구 기관들의 기술 경쟁력을 뒷받침하는 든든한 기술적 조력자 역할을 수행할 것으로 기대됩니다.