충돌 부하를 받는 알루미나의 동적 탄성한계 및 파손 특성

전문가 제언

○ 보론 카바이드, 실리콘 카바이드, 알루미늄 옥사이드와 같은 세라믹들은 경량 복합장갑에 사용되어 성형작약 제트의 관통력을 크게 감소시키는 역할을 수행한다. 이들 세라믹은 경도가 매우 높기 때문에 성형작약 제트에 대해 월등한 저항력을 보이며 관통자를 산산이 부서지게 한다. 분쇄된 세라믹이 관통자를 강하게 마멸시키며 제트가 관통 중에 마주하는 세라믹 표면은 매우 거칠기 때문에 제트의 형상이 망가진다.

 

○ 따라서 충격 부하를 받는 세라믹 장갑의 압축강도와 파손특성을 이해하는 것은 성형작약에 대한 방어효과가 훌륭한 경량 복합장갑의 설계를 위해서 필수적인 요소이다. Hugoniot 탄성한계(Hugoniot elastic limit, HEL)는 충격파의 영향을 받고 있는 상태에서 탄성반응이 끝나고 파손이 시작되는 한계 즉 동적 탄성한계라 해석할 수 있다. 특정 시료의 HEL 값은 평판 충돌시험의 자유면 속도이력으로부터 구할 수 있다.

 

○ 자유면 속도이력을 구하는 전통적인 방식으로는 고속카메라나 광섬유 핀을 이용하는 광학적 방식과 전기 핀이나 압전 핀을 이용하는 핀 센서 방식을 들 수 있다. 그러나 지금은 VISAR 나 PDV처럼 광 간섭이나 광 도플러 현상을 이용하는 광학적 비 접촉 연속측정 방식으로 바뀌고 있다. 이러한 광 간섭 속도측정 방식은 자유면 진행에 영향을 주지 않으며 정밀도가 획기적으로 높아지는 장점이 있다.

 

○ 이 보고서는 China Academy of Engineering Physics의 X. W. Feng 등이 충격 부하를 받는 알루미나의 동적 탄성한계와 파손 특성에 대해 연구한 내용의 논문을 요약/분석한 것이다. 가스총과 VISAR를 이용하여 자유면 속도이력을 측정하고 이를 분석하여 HEL 값을 구하였다.

 

○ 우리나라에서도 전차 개발과 관련하여 세라믹 복합장갑에 대한 관심과 기술수준이 상당히 높은 것으로 판단되며 VISAR를 포함한 관련 초고속 계측기술도 확보하고 있는 것으로 보인다. 이러한 기술을 바탕으로 세라믹의 충격특성이나 파손 메커니즘을 구명하여 복합장갑의 방호능력을 향상시키기 위한 연구를 활성화할 필요가 있다고 생각된다.

저자

Xiao-wei FENG, Jing-zhen CHANG, Yong-gang LU

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

정밀기계

연도

2016

권(호)

12()

잡지명

Defence technology

과학기술
표준분류

정밀기계

페이지

272~276

분석자

송*영

분석물

• 충돌 부하를 받는 알루미나의 동적 탄성한계 및 파손 특성.pdf [487,140 byte]

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