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재료의 변형저항과 마찰특성 측정기술

전문가 제언: ○ 최근 소성가공수치 시뮬레이션을 이용하여 소재재료의 유동과 응력 및 변형상태를 분석하고 이를 통해 공구에 작용하는 면압과 응력 및 변형상태를 미리 예측하여 공정설계와 금형설계에 활용하는 업무가 활발하게 진행되고 있다. 이를 효과적으로 활용하기 위해서는 소성가공의 각종 가공조건하에서 구동의 특성치에 대한 데이터 수집과 데이터베이스의 구축이 필요하다.

○ 국내에서도 이미 개발이 완료되어 상품화된 나노 인덴테이션법을 사용하면 소재의 경도뿐만 아니라 압입깊이를 측정한 후 전산처리를 통해 항복강도, 인장강도, 가공경화 지수와 같은 기계적 성질이 곧바로 산출되어 시험편의 채취, 가공, 시험과정을 거치지 않고 간편하게 소재의 물성을 파악할 수 있으며 또한 시험재료의 위치나 크기에 제한을 받지 않고도 국소부위의 변형저항에 대한 평가가 가능하다.

○ 소성가공의 마찰특성치를 부여하기 위해서는 마찰조건을 구현하는 마찰시험법을 사용하는 것이 중요하며, 마찰과 윤활과의 상호작용을 분석하고 윤활제가 마찰거동에 미치는 효과를 규명하기 위해서는 소재의 소성변형과 윤활제의 유동을 연계한 전산시뮬레이션을 활용하는 것이 필요하다.

○ 현재 소재 분야에 대한 시뮬레이션 기술은 컴퓨터의 성능이 획기적으로 개선되면서 연구수요가 폭발적으로 증가하고 있다. 컴퓨터 시뮬레이션 기술은 21세기 국가경쟁력 제고를 위하여 도출된 국가기술지도(NTRM)의 기반주력산업인 신소재·부품산업 분야의 발전전략에 필요한 핵심요소 기술에 포함되어 있으며, 향후 우리나라 소재산업의 경쟁력을 강화하는데 중요한 위치를 차지하는 첨단기술이다. 우리의 소재산업과 가공기술이 외국과의 경쟁에서 우위를 확보할 수 있도록 국내 관련 기관에서 재료과학의 컴퓨터 시뮬레이션 기술에 대해 적극적으로 연구개발에 적극 노력해야 할 것이다.

저자: Tamotsu NAKAMURA, Yoshihiro SAGISAKA
자료유형: 학술정보