1.1 충격흡수성반발탄성시험 · 신규검사규격시험방법 신규검사규격정립 1 -0 1.1 충격흡수성반발탄성시험 1.1.1 개요 선진국에서는수년전부터각종제품에대한품질시험(Quality

신규 검사 규격 시험 방법 신규 검사 규격 정립

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1.1 충격흡수성 반발탄성 시험

1.1.1 개요

선진국에서는 수년 전부터 각종 제품에 한 품질시험(Quality Test)의 일환으로 Drop Test를 거쳐서 제품의 충격성능을 검증하고있고 , 이러한 품질 보증에 한 요구는 소비자나 소비자 보호단체에서도 강력하게 요구하고 있는 실정이다. 특히 신발 부분에서는소비자의 생활의식 수준 향상으로 인하여 건강에 한 관심이 높아지고 신발에 해 단순 발의 보호 기능에서 충격 흡수기능 등 많은기능성을 요구 하게 되었다. 따라서 이런 충격 흡수에 한 많은 신소재와 기능성 부품들을 개발하여 신발의 중창에 탑재한 신발들이많이 생산되고 있는 추세이다.

표적인 제품으로서 미국 나이키사는 에어백을 삽입한 신발을 개발해 10년 이상 소비자의 구매 욕구를 충족시키며 세계 신발시장의 구조를 바꾸었다. 이 신발은 보행이나 런닝(Running)중에 발생하는 충격을 미드 솔(Midsole) 내부에서 충격을 흡수하도록에어백(Air-bag)을 부착하였다. 최근에는 충격흡수 신소재로 개발한 큐션(Cushion Ring)을 부착하여 만든 제품이 상품으로개발되어 시판되고 있다. 그러나 이러한 제품들이 보행이나 런닝 중에 발생하는 충격에 해 얼마나 흡수하며 또 인체에 미치는 영향등에 관한 연구는 체계적으로 이루어지지 않고 있다. 보행이나 런닝 중에 발생하는 충격은 인간의 동작 형태에 따라서 매번 가하는충격량이 변하므로 일반적인 데이터로 활용하기는 불가능한 경우가 많다. 그러므로 본 연구에서는 보행이나 런닝 중에 발생하는충격량을 정량적으로 구하기 위하여 자유낙하 방식의 충격시험기를 설계 및 개발하여 시험고찰 하였다.


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1.1.2 생체역학 이론

가. 보행 및 런닝과정 분석인간이 걷거나 달리기를 할 때 발에 발생하는 동작은 일반적으로 일련의 순서로 나타난다. 발의 시본 동작은 그림 2-1과 같이

먼저 발이 지면에 닿기 전에는 발목 부위가 바깥쪽으로 향하고 있는 회전(Supination)상태에서 발이 지면에 닿는 순간부터 발목이안쪽으로 향하는 내전(Pronation) 동작이 발생하여 도약될 때까지 진행되고 도약과 동시에 외전 동작이 발생한다.

특히 런닝에서는 외전 동작이 우세하게 나타나는데 이 동작은 글정적으로는 착지시의 충격으로 자연스럽게 완하하는 역할을하나 그정도가 과하면 무릎과 발목부위에 심각한 장해를 줄 수 있다. Figure 27은 런닝 중 발생하는 생체역학적 측면을 나타내었다.

Figure 27. 런닝 중 발생하는 생체역학


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나. 런닝 중 발생하는 충격력런닝 중 신체가 받는 충격은 매 보행(Gait)시 평균적으로 몸무게의 2-3배의 힘을 받게 된다. 충격력을 감소시키는 방법에는

크게 2가지로 볼 수 있는데 첫째가 신체의 구조 및 동작이 자체에서 충격 흡수되는 방법이다. 인간의 근골격계 체게(근육, 뼈, 관절및 인 )는 적당한 충격을 흡수하는 자연스러운 충격흡수제의 역할을 하는 구조로 볼 수 있다. 그리고 런닝 과정에서 발생하는 내전동작과 런닝 중 무릎을 굽히는 동작 또한 충격흡수의 효과가 있는 신체의 자연스러운 동작이다. 런닝의 동작은 크게 힐(Heel)이지면에 닿는 단계(Passive)와 Midfoot과 Forefoot이 차례로 닿은 단계(Active)로 구분 할 수 있다. Figure 28에서 보는 것처럼충격력은 런닝의 동작에 따라 달라진다. 힐이 지면에 닿는 초기 단계는 0.02~0.03초 동안 발생하고 이단계에서의 충격력은몸무게의 2.2배 정도가 된다. 그리고 이때의 충격력은 그림에서처럼 급격하게 증가했다가 급격하게 감소하는 것을 볼 수 있다. 또한Active 단계(Propulsive)는 다음 스텝을 위하여 추진력을 얻는 단계로 몸무게의 2.8배 정도의 충격력을 받는다. 그러나 이단계에서의충격력은 Figure 27에서처럼 앞 단계의 충격력보다 완만하게 이루어지며 내전이나 무릎의 굴곡과 같은 자연스러운 동작으로 흡수가가능하다.

따라서 실재로 런닝중 신체에 영향을 미치는 충격력은 Passive단계에서 발생하는 충격력으로 신발의 힐 부분에 충격흡수제나기능성 부품(에어백, 큐션링)을 넣는 이유가 된다. 도약과 착지 시 발생하는 충격력은 격렬한 운동인 배구와 농구에서 최 몸무게의7.1배에서 최저 4.1배 정도가 발생 하는 것으로 보고 되고 있다. 또한 피로한 상태에서의 도약 후 착지했을 경우에는 신체의자연스러운 충격 흡수 동작이 제 로 기능을 하지 못해 더 큰 충격력을 받는 것으로 알려져 있다. 런닝 시 발생하는 충격력은충격흡수제가 사용된 적당한 신발로 인하여 약 2/3까지 감소할 수 있다고 보고 되고 있다.

Figure 28. 런닝 과정에서 발생하는 반발력.


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1.1.3 시험조건

가. 시뮬레이터 구성Figure 29는 Figure 28의 과정에서 발생하는 과정을 충격흡수 측정 시스템에서 시뮬레이션(Simulation)하기 위하여 나타낸

그림이다. 즉 압판의 자유낙하 하중에 의하여 신발의 중창(Midsole), 바닥창(Outsole)이 압축되는 현상은 힐(Heel)이 Passive 단계에서 발생하는 현상과 동일하게 표현 될 수 있다. 하중은 사람의 몸무게를 의미하며 이런 과정을 설명하기 위하여 시스템을간략하게 개념적으로 나타낸 것이다. 이들 구성은 압판, 피충격제(Outsole, Midsole, Insole), 화형(Last), L.V.D.T, Ring Force Sensor로 구성된다.

압 판

IN S O L E

M ID S O L E

O U T S O L E

L A S TL V D T

H y d ra u lic S y s te m

Figure 29. 충격흡수 시뮬레이터 개념도.


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(1)자유낙하 시험자유낙하 충격시험기의 실험은 아래 Figure 30과 같이 초기상태에서 자유 낙하를 위하여 압판을 상승상태로 시스템을 동작시킨 후

자유낙하를 통하여 신발에 충격을 가하게 된다. 이때 발생하는 충격량은 화형 바닥부분에 설치되어 있는 링 포스센서를 통하여데이터가 획득되고 압축거리, 탄성거리 측정은 L.V.D.T를 통하여 데이터가 획득된다.

Figure 30. 시스템 초기상태 및 상승정지 상태.


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(2)압축거리 및 탄성거리Figure 31에서는 충격시험기의 자유 낙하 시 신발의 압축 상태를 나타낸 것을 원점으로 설정한 B의 스프링 상태에서 충격을 받은

B의 스프링 상태 사이의 거리를 압축 거리라고 한다. 또한 압축된 A 스프링 상태에서 복원된 C 스프링 상태 사이의 거리를탄성거리라고 한다. 시뮬레이터의 자유낙하 과정에서 발생하는 충격량을 중창, 안창, 바닥 창, 기능성부품(에어백, 규션링)등이흡수하여 충격에너지를 감쇠 시킨다. 감쇠 된 충격에너지는 창 내부에서 일 또는 열에너지로 변환하여 소멸되며, 소멸되는 일의 양은압축거리에 비례하며 압축거리가 크면 클수록 소멸 에너지가 많다. 반면에 압축거리 전혀 없으면 완전 강체(Rigid body)로 가정할 수있으며 만약 이런 신발은 보행 중에 발생하는 충격하중을 전혀 흡수 못하는 신발이라고 가정할 수 있다. 즉 인간이 신발 없는상태에서 콘크리트 바닥을 걷거나 뛰는 상태와 비슷하다고 가정할 수 있다. 탄성거리는 신발창 재료의 탄성에 의해서 결정되며 지면반발력을 측정할 수 잇는 중요한 파라메타이다. 만약 탄성거리가 전혀 없으면 신발이 창이 소성변형(Plastic deformation)을일으켰다고 가정할 수 있다. 즉 이러한 상태는 맨발 상태에서 모랫바닥 위를 걷는 것과 유사하다고 가정할 수 있다. 그러나 일반적인재료의 특성은 충격 흡수 기능과 반발 탄성 기능이 완전히 충족된 소재는 물리적으로 불가능하며 이러한 소재의 충격흡수 기능과반발탄성 기능은 항상 반비례한다. 따라서 신발의 창을 설계할 때 힐 부분은 충격흡수 기능이 우수한 소재를 선택하고 신발의토(Toe)부분 발의 제1 종족골에서 제5종족골의 전반부분은 반발 탄성 기능이 우수한 소재를 선택하는 것이 런닝 중 Active과정에서추진력이 좋아진다.

Figure 31. 충격 발생과정에서 압축, 탄성거리.


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나. 충격흡수 측정 시스템충격 시험에 필요한 운동을 발생시키기 위하여 몇 가지 다른 방법이 사용된다. 접근 방법은 일반적으로 요구되는 에너지를 필요한

시점까지 어떠한 형태의 위치 에너지로 저장해 두었다가, 원하는 시간-가속도의 관계에 따라 에너지를 방출하는 것이다. 이와 같은동작을 하기 위한 방법으로는 압축 공기나 유압, 스프링부하, 중력 가속도의 이용 등을 들 수 있다. 그러나 이러한 시험이 의미가있으려면 가속도의 크기 외에 다른 것들도 고려되어야 한다는 점도 일반적으로 인식되고 있다. 중력 가속도를 이용한 방법이 가장널리 사용된다. 반면에 낙하 방식과 해머 방식의 중력 장비는 낮은 에너지 영역에 속한다. 높은 가속도를 얻을 수도 있지만 단지 짧은시간의 범위에서만 가능하다. 이러한 사실로 인해 시험 상은 비교적 낮은 속도로 움직이게 되고 낮은 에너지를 받게 된다. 따라서본 연구에서는 중력 장비를 선택하게 되었다. 여기에는 낙하방식과 헤머 방식이 있는데, 헤머 방식은 넓은 면적에 충격을 가하는시험기 구현이 까다롭다. 그러나 낙하 방식은 넓은 면적에 충격을 가하는 시험기는 단지 압판의 면적을 크게 하면 간단히 구현된다. 또한 무게의 변화(인체의 체중)를 고려하면 해머 방식보다는 낙하방식이 휠씬 유연한 시스템이다. 이러한 장점으로 인하여 낙하방식의 충격시험기를 채택하여 시스템 설계 및 제작을 하게 되었다. Figure 32는 본연구과제에서 개발한 충격 시험기의 실물 사진을나타낸 것이다. 충격시험기의 구성은 압판(20~81 Kg)를 자유 낙하 시험 할 수 있는 기구부와 제어부, 자유 낙하 시 압축거리, 탄성거리를 측정하기 위한 L.V.D.T, 힘을 측정하는 Ring Force Sensor 그리고 측정한 데이터를 화면으로 표시하는 모니터링부분으로 나눌 수 있다.

Figure 32. 충격흡수 측정 시스템 사진.


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다. 시스템 설계

충격 시험기는 푸쉬 버턴, 셀렉터 스위치, 비상스위치의 조합으로써 On/Off 제어를 하도록 설계되었다.

(1) 제어부 설계Figure 33 ~ 35는 제어부의 하드웨어를 전기 시퀀스도면으로 서계를 나타낸 것으로 E.OCR은 유압 펌퍼 모터 보호용릴레이로써 모터에 전압이 불안정할 때(정전, 과부하 기타 등등) 접점을 차단하여 부하와 전선의 과열을 방지하도록 설계하였다. 또한 자기 유지회로(Self hold circuit)를 사용하여 압판의 상승/하강, 실린더의 상승/ 하강, 클램프의 클램핑/ 언 클램핑, Hydraulic Motor On/Off 등에 복귀신호가 주어지지 않으며 현 상태를 유지하도록 설계하였다. 또한 압판 하강과 언 클램프 가 동시에 동작하지 않도록 인터록 회로(Inter-lock circuit)로 설계하고, 안전보호 도어를 만들어 도어개방 시에는 모든 전기적 장치가 작동되지 않도록 안전장치를 마련함으로써 사용자의 안전을 확보하도록 설계하였다.

Figure 33. 제어부(1).


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(2) Operating PanelOperating Panel은 Power On/Off, Emergency Switch, Push Button Switch의 세 부분으로 구성된다. 아래 Figure 36은 Operating Panel의 구성을 나타낸 것이고, Figure 37은 실물사진을 나타낸 것이다.

1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)

8) 9) 10) 11) 12) 13) 14)

Figure 36. Operating Panel의 구성.

1) Weight Up Push button 2) Off3) Weight Down Push button 4) Clamp Push button5) Off 6) Unclamp Push button7) Redundancy 8) Cylinder Up Push button9) Off 10) Cylinder Down Push button11) Power On/Off Select button 12) Hydraulic Motor Start Push button13) Off 14) Emergency Push button

Figure 37. Operating Panel의 실물사진.


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(3) 제어부 운전(가) Door를 닫는다.(나) Emergency Switch를 화살표 방향으로 돌려 비상정지 상태를 해제한다.(다) Power On/Off Switch를 On으로 선택한다.(라) Hydraulic Motor On Switch를 눌러 Pump를 기동한다.(마) Cylinder Up 또는 Down Switch를 조작하여 Weight의 위치를 조정한다.(바) Clamp Button을 눌러 Weight를 Clamp 시킨다.(사) Weight Up Switch를 눌러 Weight를 상승시킨다.(아) (모든 Setting이 완료되었으면)Unclamp Switch를 눌러 Weight를 자유 낙하한다.(자) Data를 확인한다.


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라. 모니터링 시스템 구성Figure 38은 충격흡수 모니터링 시스템의 구성을 나타낸 것으로 압축거리와 탄성거리를 측정하는 변위센서(L.V.D.T), 자유낙하 충격하중을 측정하는 Ring Force sensor, Ring Force sensor의 측정값을 증폭하는 Signal conditioner. Displacement sensor와 Ring Force sensor의 출력 값은 아날로그 값이기 때문에 이를 디지털 값으로 바꾸어 주는 A/D Converter, Digital Data를 입력으로 수신하여 PC로 데이터를 송신하는 Daq Board 및 데이터를 저장하고 디스플레이하는 PC의 여섯 부분으로 나누어진다.

L.V.D.T

Ring ForceSensor

SignalConditionor

A/D Converter DAQBoard

PC

Monitoring system

Figure 38. 모니터링 시스템의 구성도.


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(1) Daq Board/2000 구성본 충격흡수 시스템에서는 압판의 자유 낙하에 의하여 발생하는 충격하중을 실시간으로 데이터 처리 가능한 Iotech사의 Daq board/2000을 사용하였으며 이 보드를 사용하기 위한 컴퓨터의 최소 사양은 CPU : PentiumⅢ 566E MHz, RAM : 327680Kbytes SDRAM , OS : Windows 98 second edition 선정하여 사용하였다. Iotech사의 Daq Board/2000 Starter Kit 제품은 PC의 PCI Bus-Slots를 이용한 데이터 획득 솔루션입니다. 이 제품 솔루션은 PCI board인 DaqBoard/2000, DaqView2000 Software, DBK202와 케이블이 포함된 DBK202로 구성되어져 있다.

(가) DaqBoard/2000의 특징① 16-bit, 200-kHz A/D converter ② 8 differential or 16 single-ended analog inputs (software selectable per channel) ③ Expandable up to 256 analog input channels, while maintaining 200-kHz (5 s per channel) scan rate ④ 100% digital calibration ⑤ 512 location channel/gain FIFO, capable of scanning all channels, including 256 analog expansion channels and

digital/counter channels, at 5 s per channel ⑥ Trigger modes include analog, digital, and software, with <5 s latency ⑦ Virtually infinite pre-trigger buffer** ⑧ Two 16-bit, 100-kHz analog outputs with infinite continuous waveform output capability ⑨ 40 digital I/O lines, can be scanned synchronously or asynchronously with analog inputs ⑩ Digital I/O is expandable up to 208 lines, including optional isolation and relay closure ⑪ Four counter/pulse input channels can be scanned synchronously or asynchronously with analog inputs ⑫ Two timer/pulse output channels


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(나) DaqBoard/2000의 설치DaqBoard/2000의 install 장면을 Figure 39에 나타내었다.

① PCI Bus-slots을 활용한 설치㉮ 호스트 PC의 전원을 끄고 모든 케이블을 제거한다.㉯ PC의 cover를 연다.㉰ 보드를 장착할 PCI bus-slot.을 선택한다.㉱ 밀봉된 DaqBoard/2000 Series Board 를 개폐한다.㉲ Blank adapter plate의 나사를 제거한다. ㉳ Blankadapter plate 를 PC에서 떼어낸다.㉴ PCI slot에 보드를 끝부터 라인에 맞게 배열한다.. ㉵ PCI slot에 보드를 고정시킨다.㉶ 나사로 보드를 완전히 고정시킨다.㉷ DaqBoard/2000.이 아닌 사용할 다른 보드를 장착한다.㉸ PC의 cover를 덮어씌운다.㉹ 제거한 모든 케이블을 연결한다.㉺ PC에 전원을 넣고 부팅을 시작한다.㉻ CD안에 들어 있는 Driver를 설치한다.

Figure 39. PC PCI Slot.


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(2) Configure BoardsDaqBoard/2000 Series Boards 설정할 점퍼나 스위치가 없고 소프트웨어를 이용하여 설정한다. 아래의 Figure 40, 41을참조하여 설정한다.

Figure 40. Drive 설정(1).

Figure 41. Drive 설정(2).

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(가) 아래의 경로와 같이 제어판에서 Daq Configure 를 실행합니다. Start ⇒ Settings ⇒ Control Panel⇒ Daq*Configuration (double-click)

(나) "Add Device" 버튼을 누르면 선택할 디바이스가 나옵니다. 디바이스 선택창이 뜨면 DaqBoard/2000을 선택을 하면'Properties'창이 뜨게 됩니다.

(다) 텍스트 창에서 "Device Name" 을 기입하거나 디폴트로 설정된 "DaqBoard2K0." 를 그 로 사용합니다.(라) "Device Type" 콤보 박스는 현재 PCI slot에 연결된 보드가 어떤 것인지를 보여 줍니다. 비활성 되어 있는 DaqBoard/2000

을 볼 수가 있습니다.(마) "DaqBoard/2000 Series" 콤보박스는 "Bus #, Slot #, and Serial Number." 를 보여 준다. 이 박스가 비어 있다면 풀 다운

리스트를 통해 보드와 일치되는 시리얼 넘버를 선택한다."Add Device" 버튼을 사용할 경우PCI slot에 연결된 보드를 선택하는 방법이다.(step 2의 2번 방법에 설명되어져 있음).

(A) Daq Configuration 제어판에서 "Add Device" 버튼을 누르면 "Select Device Type" 창이 나타난다.(B) "Device Type"의 풀 다운 리스트에서 "DaqBoard/2000 을 누른다.(C) "OK" 버튼을 누르면 DaqBoard/2000 설정 탭이 사라진다.


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(3) Test HardwareDaqBoard/2000 Series board를 테스트하기 위해서 아래의 단계를 수행한다.

(가) Daq* Configuration 창에서 "Test Hardware" 탭을 선택한다.(나) "Resource Test" 버튼을 누른다.(다) 테스트가 성공적으로 끝나면, "OK." 버튼을 누른다.

시스템은 테스트한 결과를 Figure 42와 같이 보여 줄 것이다.

Figure 42. Test 화면.


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마. L.V.D.T 구조L.V.D.T 는 압판의 인디게이터에 접촉하여 길이 변위의 측정을 위해 제작된 센서이다. 그 구조는 Figure 43에 나타내었다.

측정원리는 Figure 44와 같이 접촉한 면의 변위에 따라 Core가 움직이게 되고 내부Coil의 자기장 안에서의 코일의 변위를 일정한전기신호로 변환시킨다. 여기에서는 본 시스템에 사용한 Solartron's Displacement Transducers사의 L.V.D.T의 개괄적인 설명을나타낸다. L.V.D.T 사용 시 range 조정이 중요하다. 이는 가변저항을 조절하여 조절이 가능하다.

Figure 43. L.V.D.T 구조.

Figure 44. L.V.D.T의 동작원리.


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(1) L.V.D.T 측정원리Figure 45에 L.V.D.T의 측정원리를 나타내었으며, Core가 중심점에 있을 때 일차측 (Ve)과 이차측은 같으며 따라서

VA=VB이고 출력 V0=0이 된다. Core가 이동하면 이동 변위에 비례하여 VA가 VB와 달라지고, 따라서 영점으로부터 양쪽방향으로의변위에 비례하여 V0의 크기?위상이 변한다. Core가 중심 위치에 있을 때, 두 개의 Signal VA와 VB는 같고 여기 신호 Ve는 중간이된다. 표적으로 Half-Bridge Transducer는 Wheastone Bridge 회로의 절반의 형태이며, 영점으로부터의 변화를 즉시 감지할 수있다. 두 가지 Type의 Transducer는 사인파 AC여기전압으로 작동하며 출력의 변화는 Core의 변위와 여기 신호에 의해 변화한다. 이관계는 감도라고 표시되며 mV output/V energ ising/mm travel로 표기한다.

Figure 45. L.V.D.T의 측정원리.


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(2) 변위센서의 용어 설명여러 가지 환경조건에 따라 L.V.D.T., Half-bridge 타입의 다양한 종류가 있다.A. 측정 범위(Measuring Stroke) : Probe의 Calibration된 측정범위이며 예를 들어 1㎜와 같이 영점에서 양쪽방향의 거리를표시한다. Probe의 선형성이나 감도는 Calibration된 범위 내에서만 적용된다.B. 총행정 또는 총범위(Total Stroke or Full Range) : 총 Calibration된 측정범위의 크기이며, 예를 들어 1㎜이면, 총범위는2㎜이다.

C. 영점으로부터의 바깥쪽 행정(Outward Travel from Zero) : Core의 전기적 영점으로부터 Tip쪽으로의 이동량의 크기를말한다. 이것은 일반적으로 Calibration된 이동량 보다 크고, 예를 들어 1㎜의 측정 범위일 경우 바깥쪽 행정은 1.15㎜ 라고하며, Calibration된 범위로부터0.15㎜의 추가행정이 주어진다.

D. 영점으로부터의 안쪽행정(Inward Travel from Zero) : Core가 전기적 영점으로부터 Cable쪽으로의 이동량의 크기를 말한다. 이것은 일반적으로 Calibration된 이동량보다 크고, 예를 들어 1㎜의 측정 범위일 경우안쪽행정 은 1.35㎜라고 하며,Calibration된 범위로부터 안쪽으로 0.35㎜ 의 추가행정이 주어진다.E. 전행정(Pre-Travel) : 바깥쪽 행정 끝 위치에서 측정범위가 시작되는 지점까지의 이동량의 크기이다. 어떤 형태의 Probe는사용자가 조절 가능하며, 영점으로부터 바깥쪽 측정 범위를 효과적으로 조절할 수 있다.

F. 후행정(Over-Travel) : Calibration된 측정범위 끝에서부터 완전한 안쪽위치(정지점)까지의 이동량의 크기이다.G. 반복정밀도(Repeatability) : 정상적이고, 평탄한 표면 위에서, 같은 작업자가, 짧은 시간 안에, 같은 기기와 환경하에서연속적으로 측정할 때 그 측정값들의 차를 말한다. 측정값은 일정한 방식의 Tip의 왕복운동(팽창과 수축)으로 얻어지며, 일반적으로 마이크로 미터?표시된다.


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H. 선형성(Linearity) : 이 정의는 기계적 입력에 한 정비례의 이상출력에 Probe의 전기적 출력이 얼마나 근접한지를 나타낸것이다.현재 두 가지 정의가 이용된다.(a) 측정값 : 이것은 오차한계 안에서 이상적인 비례관계와의 편차를 나타내 오차로 측정값이라고 한다. 이( Reading) 정

의는 최 측정치의 20에 최소로 근접한 현재 측정된 값의 이며, 따라서, 1㎜의 Probe의 경우 규정된 선형성이 측정값의 0.5%일 경우 오차한계는2mm * 0.0005 = 0.002 mm 이다. 이 오차는 감도 오차도 포함한다. Solatron Probe는 다음의 규칙을 사용한다.• 표준단위 : 오차한계는 표준감도에 준한다.• 특수단위 : 오차한계는 실질적 감도에 준하는데, 이것은 교정표에 기록 되어 있다. Conditioning Electronics는 최고

의 효율을 얻을 수 있도록 조절 되어야 한다.)(b) 총 범위 : 측정된 특성이 원점을 통과하는 정비례직선(이상 직선)과 양이나 음으로, 얼마만큼의 편차를(% Full Range)

가지는 지를 의미하며, 오차의 크기는 총 범위에 한 %로 표시되며, 이러한 오차는 곡선이 원 점을 지나지 않는 비칭 오차도 포함하지만, 감도 오차는 포함하지 않는다. 1㎜의 총 범위 선형성이 0.3% Probe의 이상직선과의 비선형 오차는 다음과 같다. 실제로 오차는 일반적으로 Full Scale보다 원점부근에서 작다. Conditioning Electronics는 감도에맞게 조절되어야 한다.


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I. 감도 : 여기 입력과 기계적 이동에 의한 출력의 크기를 말한다. 큰 변위 또는 큰 여기전압은 큰 출력을 만들며, 따라서, 감도는 ㎷/V/㎜로 표시된다.linearity가 "%측정값"으로 표시되는 곳에서는 어떠한 감도오차도 %측정값오차에 합하여지며,linearity가 "%총 범위"로 표시되는 곳에서 감도는 이상직선의 기울기이고 오차는 정비례직선과의 편차를말한다.

J. 탄성계수 : Probe의 Tip의 힘은 수평으로 측정된다. 만일 Probe가 수직으로 사용된다면, 구동part의 무게를 더하거나빼야 한다. Gaiter의 효과도 이 값에 포함된다.

K. 여기값 : Transducer의 여기신호에 관련된 세가지 요소가 다음에 구체적으로 기술되어져 있다. 주의해야 할 것은Probe의 구동 Spec은 여기 값들이 Calibration으로 사용될 때 이용된다.

(a) 여기전압 : 이 범위에 전압들은 Probe를 작동시키기 위하여 공급된다. Sign 파의 Volt rms로 표시된다.(b) 여기전류 : Probe를 여기 시키기 위한 전류이다. 이것은 여기전압과 비례하며, 따라서, ㎃/V로 표시되고, 여기주파수

에 따라 변화한다.(c) 여기주파수 : 사용되는 여기전압의 주파수의 범위이다.

L. 입출력 위상차 : 여기값과 출력신호사이의 차이이며 "c"로 표시되며, 원점에서 안쪽방향의 이동량이다. 양의 도형은 안쪽 방향에서 출력이 여기신호보다 앞서는 것을 나타낸다. 위상차는 영점에서 외부(바깥쪽) 방향에서는 반전된다.이 도형은 여기주파수에 의거한다.

M. 영 위상 주파수 : 입출력 위상차가 최소일 때 여기 주파수이다.N. 최소잔류 전압 : 영점에 도달했을 때, 최소출력전압 이다.O. 표준화 : 실제 Transducer 출력을 규격화된 Calibration 값에 맞추는 공정이다. 표준화된 Transducer는 일반적으로

비표준화된 Transducer보다 좁은 감도편차를 갖고 있다.


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바. Force Sensor본 연구에서는 PCB Piezotronics 사의 Force Sensor와 signal conditioner를 사용하고 있다. 세부적인 내용은 제품의 매뉴

얼에 상세히 기술되어 있으며 본 보고서에서는 시스템에서 사용한 Force Sensor의 개괄적인 설명을 하였다.


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(1) Force Sensor의 개요주로 아주 빠른 동적인 하중에 한 신호를 측정하고자 할 때 사용하는 것으로서 내부의 감지 소자는 압전 소자 방식(Integrated Circuit Piezotronics)으로 되어 있다. 따라서 ICP 혹은 Charge 방식의 Amplifier를 사용해야 한다. 본시스템에 쓰인 센서 종류는 Force Ring 타입으로 제작되었다.

(2) 시스템에서 사용한 ICP의 Force Sensor DataSheet Force sensor의 특징을 Table 5에 나타내었다.(가) Model 201B05(나) Product Type: Force Sensor and Load Cell(다) ICP quartz force ring, 5000 lb compression, 1 mV/lb


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Table5. Force Sensor의 특징.


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사. 신발용 낙하 충격 흡수 Test 데이터 획득 모니터링 프로그램본 프로그램은 IOTech사의 Daq2000 board를 이용한 신발 충격 흡수 시스템에서 측정된 데이터를 가공하여 사용자가 보기 쉽

게 Visual C++을 이용한 GDI로 구성되어 진다. 본 프로그램을 설치, 실행하게 되면 Figure 46과 같이 Daq2000 board를 먼저 찾게된다. 보드가 올바르게 장착이 되어 있다면 메인 화면으로 넘어가게 되고 그렇지 않을 경우 프로그램 실행을 종료하게 된다.Figure 47과 같은 메인 화면으로 넘어오게 되면 충격 시험할 기본적인 Setting value(weight, height, tuning, reference)를 입력하고, 보드를 통한 데이터 획득에 필요한 Scan count와 Sampling frequency rate[Hz]를 정하고 Start 버튼을 누르면 Standing by...에서Data Acquiring으로 바뀜과 동시에 Figure 48과 같이 데이터를 스캔, 가공하여 6개의 작은 그래프 창을 통해 각각의 x축과 y축에 해당하는 목적에 맞는 모니터링을 가능하게 합니다. 오른쪽 하단의 작은 LED는 실행중임을 표시하기 위한 지시기입니다.

Figure 46. Detected Device Daq2000 Board.


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Figure 47. Monitoring Program Main Windows.

Figure 48. Monitoring Program Main Windows.

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Figure 48에서 각각의 창에 한 설명은 다음과 같다.(1) 충격 흡수 시스템에 설치된 L.V.D.T를 통해서 획득한 데이터를 X축(Time), Y축(압축거리)으로 그래프를 표시한다.(2) 충격 흡수 시스템에 설치된 L.V.D.T를 통해서 획득한 데이터를 X축(Time), Y축(탄성거리)으로 그래프를 표시한다.(3) 충격 흡수 시스템에 설치된 Force Sensor를 통해서 획득한 데이터를 X축(Time), Y축(하중)으로 그래프를 표시한다.(4) 충격 흡수 시스템에 설치된 두 개의 센서인 L.V.D.T와 Force Sensor를 통해서 획득한 데이터를 X축(L.V.D.T 데이터 :

압축거리)과 Y축(Force Sensor 데이터 : 하중)으로 그래프를 표시해 줍니다.(5) 충격 흡수 시스템에 설치된 두 개의 센서인 L.V.D.T와 Force Sensor를 통해서 획득한 데이터를 X축(L.V.D.T 데이터 :

탄성거리)과 Y축(Force Sensor 데이터 : 하중)으로 그래프를 표시해 줍니다.


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계속

바. 이 그래프는 L.V.D.T의 Reference value를 조정하기 위한 것이다. 또한 6개의 창 중에 하나를 클릭하게 되면 Figure 49와 같이 모니터링 창이 확 가 되어 더욱 자세한 그래프 내역을 볼 수 있다.마지막으로 Figure 50과 같이 Weight의 자유낙하 완료(압축거리, 탄성거리 데이터 획득) 시 자동적으로 프로그램 작동이 멈추게 되어 그래프 그리기가 멈추어 지고 해당 작업 폴더에 각각의 내용에 맞는 x축 y축의 데이터가 파일로 저장이 되어 진다. 따라서 이후에 이 데이터를 분석하기가 용이하도록 설계하였다.

Figure 49. 그래프 확 모니터링 창.


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Figure 50. 자유낙하 완료 시 Monitoring program.


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아. 충격흡수 해석 알고리즘신발 충격 시험기는 Figure 51에서 충격하중을 정하여 자유낙하 시키고 이의 반발 높이를 측정하며 동시에 충격력을 측정하는

구조로 되어 있다. 반발 높이는 L.V.D.T 로 측정하며 충격력은 ICP사의 Force Sensor로 측정한다. 여기서,H1: 낙하 물체(MKg)와 신발간의 초기 높이H2 : 낙하 물체(MKg)와 신발간의 충돌 후 탄성(k)에 의한 반발높이x : 낙하 물체(MKg)와 신발간의 충돌 후 점핑 지수(kd)에 의한 압축 거리이다.신발에 하중을 자유 낙하 시키면 반발력을 일으키고 나머지는 신발이 흡수하여 내부마찰 에너지로 흡수한다. 자유낙하 에너지 V1과반발에너지 V 2그리고 내부마찰 에너지 V(1-2)로 모델링 된다.

V1=m•g•h1 (식 5)

V2=m•g•h2 (식 6)

V(1-2)=m•g•(h1-h2) (식 7)

Figure 51. 충격흡수 알고리즘구조.


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1.1.4 시험방법

충격 흡수 시험기의 시뮬레이터에서는 단 한번의 자유 낙하측정에서 하중에 한 압축거리, 탄성거리 는 L.V.D.T를 이용하여 변위를 측정하고, 충격시간에 한 하중의 변화는 Ring Force senser에 의해서 데이터를 획득한다. 낙하 하중변화는 압판에 가하는Weight를 조합 煞′臼?설정하기로 하였다. 가압 하중에 하중변화는 압판을지지 Frame과 결합시키고, 유압시스템을 가동(Up/Down)하여 Ring Force sensor를 이용하여 하중만을 측정하는 방식을 선택하였다.


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계속

가. 하중-압축거리/탄성거리Figure 52에 나타낸 것처럼 유압시스템을 작동하여 실린더를 상승시켜서 Ring Force sensor가 슬라이트 프레임과 밀착되게

하고, 자유낙하 물체에 원하는 Weight를 조정하고, 자유낙하 물체를 원하는 높이로 상승하여 자유 낙하 시 L.V.D.T에서 압축거리, 탄성거리를 측정하?슬라이드 프레임에 접촉된 Ring Force Sensor에서는 자유 낙하한 충격량에 한 하중 변화를 획득한다. 이 실험에서는 Weigh의 자유낙하여 신발에 충격을 가하는 순간 즉 런닝 중 Passive 시점의 하중에 변화에 따른 신발창의 압축거리를 구할수가 있고, 여기서 구한 하?압축거리 그래프가 나타내는 것은 완전한 강 체에 Weight에 충돌하는 하중과 비교하여 그 값의 차이가 충격흡수량이다. 또 하중변화와 압축거리의 표현되는 일의 양은 마찰에너지 또는 열에너지로 변환하여 신발내부에서 손실된다.

탄성거리는 Weight가 신발에 충돌하고 압판의 충격량이 서서히 줄어들어 최고 압축거리에서 일시 정지한다. 이때 신발에 가해지는 하중은 Weight의 자중뿐이다. 정지 후 신발 창의 탄성에 의해 반발하며 이 반발력이 Weight에 전달되어 밀어 내치게 된다. 이과정은 런닝 중 Active과정에서 발생하는 반발력과 비교 검토 할 수 있다. 실제 사람이 보행에서 액티브 과정의 하중은 무릅, 허리, 근골격계에서 흡수되어 실제로 나타나는 것은 아주 미미하다. 그러나 시뮬레이터에서 반발 탄성을 흡수 할 수 있는 것은 직선 가이드베어링의 마찰저항과, 중력만 작용함으로 많이 튀어 오르는 경향이 있다.

Figure 52. 실린더 상승 및 하강 비교 모습.


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나. 하중-압축거리Figure 53에 나타낸 것처럼 유압시스템을 작동하여 실린더를 Up시켜서 Ring Force sensor를 슬라이드 프레임과 밀착하고,

압판을 좌우에 설치된 가이드 포스트 에 보울트로 고정한다. 이때 술라이트 프레임에 접촉된 Ring Force Sensor을 지지로 하여 유압실린더를 상승시키면, 하중-압축변화의 그래프가 생성된다. 이 실험 모드에서는 런닝 중 Passive 과정에서 Active 과정으로 전환할때의 하중 변화와 신발 창 압축거리를 측정한다.

Figure 53. 하중-압력거리.


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계속

다. Weight 설정본 연구에서는 사용하는 Weight는 최소 20 Kg(압판 무게)와 Figure 54에 나타낸 것처럼 weight 3, 5, 8, 10, 15, 20 Kg의 조합

으로써 Weight 무게를 조정할 수 있다. 즉 최소 20 Kg에서 최 81 Kg까지 조정 가능하다. 따라서 실험에서는 정상성인 60 Kg의 체중의 낙하무게를 30 Kg으로 가정하였다. 이러한 이유는 시뮬레이터에서는 사람의 근골격 근계와 같은 인체의 충격 흡수 기능이 없는것을 고려하여 정상 치수 1/2로 선정하여 충격 시험을 하였다.

낙하 높이는 Figure 55에서 나타낸 것처럼 신발에 라스트를 삽입하여 받침 의 높이를 조정하여 신발의 충격면을 수평으로 조정하고 난 후 고정 에 단단히 체결하여 고정한 후 낙하물체의 최고점 상승 시 위치에서 신발사이의 거리로써 925 mm으로 조정된다. 신발의 Out/Mid/In-sole의 높이가 신발마다 다르기 때문에 충격 시험할 때 높이를 조정 및 설정해 주어야만 한다.

3kg

5kg

8kg

10kg

15kg

20kg

Figure 54. Weight 설정.

낙하 높이

Figure 55. 낙하 높이 설정.


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1.2 충격흡수성 반발탄성 시험 결과

Table 24. L.V.D.T 데이터1.2.1 충격흡수성 반발탄성 시험 시간[sec] L.V.D.T[mm]

0.001 2.418790.002 5.48590.003 7.8632920.004 10.623690.005 13.689280.006 15.079390.007 15.602790.008 15.514280.009 14.79710.01 13.866280.011 12.799660.012 11.163870.013 9.8805660.014 7.9060180.015 6.30990.016 4.2956790.017 2.4371010.018 0.1375320.019 -1.980450.02 -3.840560.021 -5.786110.022 -6.130970.023 -6.210320.024 -6.4270.025 -7.034320.026 -7.606540.027 -7.48752

실험은 자유낙하와 하중 두 가지 모드를 이용하였으며, N사의 신발은Air-bag이 장착된 air-max를 R사는 Out-sole을 이용하였으며, 신발의

크기는 270 mm 였다.

1. Test Date : 2002년 11월 25일(N사)

시험조건 : Weight ; 38 Kg, Height ; 925 mm


1 - 37

계속

Figure 124. 모니터링 프로그램


1 - 38

계속

Table 24는 L.V.D.T에서 수신한 데이터를 표시한 것이고, Figure 124는 충격 시험 완료시의 모니터링 프로그램 전체 화면을 나타낸것이다. 충격시험을 할 경우에 분석에 필요한 데이터는 1차 충격시의압축거리와 탄성거리이므로, 모니터링 프로그램에서 2차 이상의 충격시데이터는 수신하지 않도록 설정하였다.

Table 25.시간의 변화에 따른 압축거리

시간[sec] 압축거리[mm]

0.001 2.41879

0.002 5.4859

0.003 7.863292

0.004 10.62369

0.005 13.68928

0.006 15.07939

0.007 15.60279Figure 125. 압축거리-시간.


1 - 39

계속

Table 25와 Figure 125는 시간의 변화에 따른 압축거리를 표시한것이다. 최 압축거리에 도달하는 시간은 7 ms 이고, 최 압축거리는15.60279 mm이며, 전체적으로 압축거리가 선형적으로 변화하였다. 이는 신발에 충격을 가하였을 경우 순식간에 안정적으로 압축이되었다는 것을 의미한다. 아래의 Table 26과 Figure 126은 시간의변화에 따른 탄성거리를 표시한 것으로 최 탄성거리에 도달하는시간은 18 ms이고, 최 탄성거리는 23.12082 mm이며, 탄성거리가안정적으로 변화하였다는 것을 알 수 있다. 이는 신발에 충격을가하였을 경우 충격에 의해 신발이 압축된 상태에서 원래의 상태로복원하는데 인체에 큰 무리 없이 복원되었다는 것을 의미한다.

Table 26.시간의 변화에 따른 탄성거리

시간[sec] 탄성거리[mm]

0.008 15.51428

0.009 14.7971

0.01 13.86628

0.011 12.79966

0.012 11.16387

0.013 9.880566

0.014 7.906018

0.015 6.3099

0.016 4.295679

0.017 2.437101

0.018 0.137532

0.019 -1.98045

0.02 -3.84056

0.021 -5.78611

0.022 -6.13097

0.023 -6.21032

0.024 -6.427

0.025 -7.03432

0.026 -7.60654


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계속계속

Figure 126. 탄성거리-시간.


1 - 41

계속

Figure 127. 하중-시간.

시간[sec] 하중[N]0.001 52033430.002 64430780.003 115767720.004 197167300.005 246579430.006 252607150.007 194520670.008 116413550.009 23237120.01 -22426670.011 -50855740.012 -63139120.013 -62949170.014 -73991560.015 -83033140.016 -86895440.017 -86819460.018 -86933430.019 -80893050.02 -75473160.021 -69534080.022 -57833210.023 -51412920.024 -46182990.025 -36533570.026 -29277510.027 -2218607

다음 Table 27과 Figure 127은 시간의 변화에 따른 하중을 표시한 것으로최 하중에 도달하는 시간은 6 ms 이고, 최 하중은 25260715[N]이었다.신발에 충격이 가해지는 순간은 전체적으로 하중을 받는 시간은 9 ms로 이

해할 수 있으며, 이 시간 에 충격시의 모든 에너지를 흡수하는 것으로 판단할 수 있다.

계속

Table 27.시간의 변화에 따른 하중



1 - 42

계속

Table 28과 Figure 128은 압축거리에 따른 하중변화를 나타낸 것으로 최 압축거리는 선형적으로 변화하는 데 비하여 하중은마지막 부분에 가서 감소하는 것을 알 수 있다. 이것은 신발에 충격이 가해지면 최 압축거리 바로 직전까지 하중이 증가하면서충격을 흡수하고, 마지막 최 압축거리에서 반발하는 특징을 지니고 있는 것으로 알 수 있다.

계속

Table 28 압축거리에 따른 하중 변화압축거리[mm] 하중[N]

2.41879 52033435.4859 6443078

7.863292 1157677210.62369 1971673013.68928 2465794315.07939 2526071515.60279 19452067

Figure 128. 하중-압축거리.


1 - 43

계속계속

탄성거리[mm] 하중[N]

15.51428 11641355

14.7971 2323712

13.86628 -2242667

12.79966 -5085574

11.16387 -6313912

9.880566 -6294917

7.906018 -7399156

6.3099 -8303314

4.295679 -8689544

2.437101 -8681946

0.137532 -8693343

-1.98045 -8089305

-3.84056 -7547316

-5.78611 -6953408

-6.13097 -5783321

-6.21032 -5141292

-6.427 -4618299

-7.03432 -3653357

-7.60654 -2927751

그리고, Table 29와 Figure 129는 탄성거리에 따른 하중변화를 나타낸것으로 탄성거리가 1.5 mm정도 변함에 따라서 신발에 하중이 거의 걸리지않음을 알 수 있다. 이는 충격시 신발의 압축거리가 약 15 mm 정도인데비하여 그 변화가 굉장히 작음을 알 수 있다. 이는 신발의 복원력이뛰어나다는 것을 나타내어 주는 것으로 판단할 수 있다.

Table 29. 탄성거리에 따른 하중 변화

Figure 129. 하중-탄성거리.


1 - 44

계속계속

Table 30. L.V.D.T 데이터시간[sec] L.V.D.T[mm]

0.001 0.2178260.002 1.107440.003 2.0290990.004 2.8729360.005 3.6389510.006 4.3149360.007 4.6597950.008 4.9634540.009 5.0733210.01 4.9298840.011 4.4568470.012 3.8312170.013 3.0484180.014 2.2854550.015 1.5545370.016 0.6756040.017 -0.093460.018 -0.81980.019 -1.544620.02 -2.277060.021 -2.969830.022 -3.635140.023 -4.272970.024 -4.861980.025 -5.473880.026 -5.995740.027 -6.494720.028 -7.007430.029 -7.481990.03 -7.932140.031 -8.33194

2. Test Date : 2002년 11월 25일(R사)

시험조건 : Weight ; 20 Kg, Height ; 925mm

R사의 신발을 시험한 결과 N사와 유사하였으나, Air-bag이 장착된 N사의신발보다 충격흡수 능력이 떨어지는 것을 알 수 있었으며 그 결과를 Table 30 ~ 35, Figure 130 ~ 135에 각각 나타내었다.


1 - 45

계속계속

Figure 130. 모니터링 프로그램.


1 - 46

계속계속

Table 31. 시간의 변화에 따른 압축거리

시간[sec] 압축거리[mm]

0.001 0.217826

0.002 1.10744

0.003 2.029099

0.004 2.872936

0.005 3.638951

0.006 4.314936

0.007 4.659795

0.008 4.963454

0.009 5.073321

Figure 131. 압축거리-시간.


1 - 47

계속Table 32. 시간의 변화에 따른 탄성거리-시간

시간[sec] 탄성거리[mm] 시간 탄성거리0.01 4.929884 0.05 -15.86540.011 4.456847 0.051 -16.3980.012 3.831217 0.052 -16.82980.013 3.048418 0.053 -17.21430.014 2.285455 0.054 -17.57750.015 1.554537 0.055 -17.85980.016 0.675604 0.056 -18.1040.017 -0.09346 0.057 -18.310.018 -0.8198 0.058 -18.47630.019 -1.54462 0.059 -18.6640.02 -2.27706 0.06 -18.79980.021 -2.96983 0.061 -18.9310.022 -3.63514 0.062 -19.07750.023 -4.27297 0.063 -19.21480.024 -4.86198 0.064 -19.34910.025 -5.47388 0.065 -19.48490.026 -5.99574 0.066 -19.62070.027 -6.49472 0.067 -19.80380.028 -7.00743 0.068 -19.95640.029 -7.48199 0.069 -20.1380.03 -7.93214 0.07 -20.33790.031 -8.33194 0.071 -20.52410.032 -8.71494 0.072 -20.73770.033 -9.08727 0.073 -20.95440.034 -9.40466 0.074 -21.1680.035 -9.69916 0.075 -21.38010.036 -9.95399 0.076 -21.58760.037 -10.2012 0.077 -21.77990.038 -10.4789 0.078 -21.9630.039 -10.7643 0.079 -22.14160.04 -11.0389 0.08 -22.3170.041 -11.3639 0.081 -22.47730.042 -11.7531 0.082 -22.62380.043 -12.1925 0.083 -22.75040.044 -12.6534 0.084 -22.8420.045 -13.1569 0.085 -22.93810.046 -13.7185 0.086 -23.00980.047 -14.2602 0.087 -23.08310.048 -14.7958 0.088 -23.11050.049 -15.3329 0.089 -23.1258

0.09 -23.1258

Figure 132. 탄성거리-시간.


1 - 48

계속계속

Table 33. 시간의 변화에 따른 하중시간[sec] 하중[N] 시간 하중 시간 하중

0.001 1333444 0.032 812982.7 0.062 668621.30.002 1425886 0.033 766128.6 0.063 654691.70.003 1628498 0.034 714209.1 0.064 7484000.004 1738669 0.035 844640.9 0.065 6635560.005 2012196 0.036 778791.8 0.066 6483600.006 1715875 0.037 767394.9 0.067 702812.10.007 1456277 0.038 790188.8 0.068 628098.80.008 1147293 0.039 716741.8 0.069 691415.20.009 733204 0.04 761063.2 0.07 664822.30.01 333044.3 0.041 647093.7 0.071 6559580.011 205145.2 0.042 628098.8 0.072 714209.10.012 35457.19 0.043 676219.3 0.073 6559580.013 3798.985 0.044 598973.2 0.074 628098.80.014 -36723.5 0.045 625566.1 0.075 6559580.015 -139296 0.046 625566.1 0.076 581244.60.016 -132964 0.047 588842.6 0.077 638229.40.017 -143095 0.048 685083.6 0.078 602772.20.018 -170954 0.049 604038.5 0.079 5711140.019 -59517.4 0.05 610370.2 0.08 625566.10.02 -75979.7 0.051 653425.3 0.081 568581.40.021 -89909.3 0.052 588842.6 0.082 587576.30.022 126632.8 0.053 640762.1 0.083 602772.20.023 162090 0.054 617968.2 0.084 554651.70.024 329245.3 0.055 600239.6 0.085 625566.10.025 410290.3 0.056 685083.6 0.086 605304.90.026 429285.3 0.057 601505.9 0.087 579978.30.027 601505.9 0.058 628098.8 0.088 661023.30.028 597706.9 0.059 681284.6 0.089 604038.50.029 634430.4 0.06 625566.1 0.09 623033.50.03 748400 0.061 711676.4 0.091 644561.10.031 711676.4



1 - 49

계속계속

Table 34. 압축거리에 따른 하중 변화압축거리[mm] 하중[N]

0.217826 13334441.10744 14258862.029099 16284982.872936 17386693.638951 20121964.314936 17158754.659795 14562774.963454 11472935.073321 733204

Figure 134. 하중-압축거리.


1 - 50

계속계속

Table 35. 탄성거리에 따른 하중 변화탄성거리[mm] 하중[N] 탄성거리[mm] 하중[N]

4.929884 333044.3 -16.398 653425.34.456847 205145.2 -16.8298 588842.63.831217 35457.19 -17.2143 640762.13.048418 3798.985 -17.5775 617968.22.285455 -36723.5 -17.8598 600239.61.554537 -139296 -18.104 685083.60.675604 -132964 -18.31 601505.9-0.09346 -143095 -18.4763 628098.8-0.8198 -170954 -18.664 681284.6-1.54462 -59517.4 -18.7998 625566.1-2.27706 -75979.7 -18.931 711676.4-2.96983 -89909.3 -19.0775 668621.3-3.63514 126632.8 -19.2148 654691.7-4.27297 162090 -19.3491 748400-4.86198 329245.3 -19.4849 663556-5.47388 410290.3 -19.6207 648360-5.99574 429285.3 -19.8038 702812.1-6.49472 601505.9 -19.9564 628098.8-7.00743 597706.9 -20.138 691415.2-7.48199 634430.4 -20.3379 664822.3-7.93214 748400 -20.5241 655958-8.33194 711676.4 -20.7377 714209.1-8.71494 812982.7 -20.9544 655958-9.08727 766128.6 -21.168 628098.8-9.40466 714209.1 -21.3801 655958-9.69916 844640.9 -21.5876 581244.6-9.95399 778791.8 -21.7799 638229.4-10.2012 767394.9 -21.963 602772.2-10.4789 790188.8 -22.1416 571114-10.7643 716741.8 -22.317 625566.1-11.0389 761063.2 -22.4773 568581.4-11.3639 647093.7 -22.6238 587576.3-11.7531 628098.8 -22.7504 602772.2-12.1925 676219.3 -22.842 554651.7-12.6534 598973.2 -22.9381 625566.1-13.1569 625566.1 -23.0098 605304.9-13.7185 625566.1 -23.0831 579978.3-14.2602 588842.6 -23.1105 661023.3-14.7958 685083.6 -23.1258 604038.5-15.3329 604038.5 -23.1258 623033.5-15.8654 610370.2

Figure 135. 하중-탄성거리.


1 - 51

계속계속

1.2.2 결론

L.V.D.T와 Ring Force Sensor를 이용하여 압축거리, 탄성거리 및 하중을 측정한 결과, 데이터가 선형적으로 변화하였으며, 이는N사와 R사의 신발이 충격흡수 능력이 뛰어난 것을 알 수 있었다. 본 연구에서 제작한 충격시험기는 신발 완제품의 품질을 평가하기위한 시험항목으로 모든 신발 완제품에 하여 충격흡수 및 반발탄성 능력을 측정할 수 있는 시험방법으로 적용가능할 것으로판단된다.

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1.1 충격흡수성반발탄성시험 · 신규검사규격시험방법 신규검사규격정립 1 -0 1.1 충격흡수성반발탄성시험 1.1.1 개요 선진국에서는수년전부터각종제품에대한품질시험(Quality