๊ฐ์ฌ์ ํ๊ดด์ธ์ฑ์ด ์ธก์ ํ๋ ๊ฒ
ํ๊ดด์ธ์ฑ์ ํน์ ํ ํ์ค ๋ฐ ๊ตฌ์ ์ํ์์ ๊ท ์ด์ด ์ง์ ๋๋ ๊ฒ์ ๋ํ ์ ํญ์ด๋ค. ์ด ์ ์๋ โ๊ฐ๋โ๋ณด๋ค ์๋์ ์ผ๋ก ๋ฒ์๊ฐ ์ข๋ค. ํ๊ดด์ธ์ฑ ๊ฐ์ ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ๊ตฌ๋๋ ฅ์ด ์๊ณ ์์ค์ ๋๋ฌํ๊ฑฐ๋ ๊ท ์ด์ด ์ฑ์ฅํ๊ธฐ ์์ํ ๋ ๊ท ์ด์ด ์กด์ฌํ๋ ์ฌ๋ฃ๊ฐ ์ด๋ป๊ฒ ๊ฑฐ๋ํ๋์ง๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค. ์ด๋ ๊ฐ์ฌ ์ ํ์์ ๋ฐ์ํ ์ ์๋ ๋ชจ๋ ๊ฐ๋ฅํ ํ๊ดด ํํ๋ฅผ ์ค๋ช ํ๋ ๊ฒ์ ์๋๋ค.
| ๋งค๊ฐ๋ณ์ | ์ค๋ช ๋์ | ์ผ๋ฐ์ ์ธ ์ ์ฉ |
|---|---|---|
| KIC | ์ ํฉํ ํ๋ฉด๋ณํ๋ฅ ์กฐ๊ฑด์์์ ์๊ณ ํ์ฑ ์๋ ฅํ๋๊ณ์ | ์ ํํ์ฑ ํ๊ดด ํ๊ฐ |
| JIC | ๊ท ์ด ๊ฐ์ ์์ ํ์์ฑ ๊ท ์ด ๊ตฌ๋๋ ฅ | ๊ท ์ด ๋๋จ ์์ฑ๋ณํ์ด ์๋นํ ํ๊ดด |
| ์๊ณ CTOD ฮด | ์ง์ ๋ ํ๊ดด ์ฌ๊ฑด์์์ ๊ท ์ด ๋๋จ ๊ฐ๊ตฌ ๋ณ์ | ์ฒ์ด ๊ฑฐ๋์ ๋ฏผ๊ฐํ ๊ฐ์ฌ ๋ฐ ์ฉ์ ๋ถ |
| R-๊ณก์ | ์์ ์ ์ธ ๊ท ์ด ํ์ฅ์ด ์งํ๋๋ ๋์์ ์ ํญ | ์ฐ์ฑ ์ฐข๊น ๋ฐ ๊ท ์ด ์ฑ์ฅ ์์ ์ฑ |
๋ฐ๋ผ์ ๋ณด๊ณ ๋ ๊ฐ์ ํน์ ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ, ์ํํธ ํ์, ๊ท ์ด ๋ฐฉํฅ, ์จ๋, ํ์ค ์๋ ๋ฐ ์ ํจ ๋ฒ์์ ์ข ์๋๋ค. K<sub>IC</sub>, J<sub>IC</sub>, ์๊ณ CTOD ฮด ๋ฐ R-curve๋ ์๋ก ๊ด๋ จ๋ ํ๊ดด ๋งค๊ฐ๋ณ์์ด์ง๋ง, ์๋ก ๋์ฒดํ ์ ์๋ ์์น๋ ์๋๋ค. ํ ๊ฐ์ ๋ค๋ฅธ ๊ฐ์ผ๋ก ๋ณํํ๋ ค๋ฉด ์ ์ ํ ์ฌ๋ฃ ๊ฑฐ๋, ํ์ ๋ฐ ํ์ฑ-์์ฑ ๊ฐ์ ์ด ํ์ํ๋ค.
๊ท ์ด ์ ํญ์ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๊ฐ ์๋๋ค
๊ท ์ด์ด ์๋ ์ธ์ฅ ์ํํธ์ ๋น๊ต์ ๊ท ์ผํ ๋จ๋ฉด์์ ๋ณํ๊ณผ ํ๋จ์ ๋ํ ์ ํญ์ ์ธก์ ํ๋ค. ํญ๋ณต๊ฐ๋๋ ์๋นํ ์์ฑ๋ณํ์ด ์์๋๋ ์๋ ฅ์ ๋ํ๋ด๊ณ , ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ ์ต๋ ๊ณต์นญ ์ธ์ฅ์๋ ฅ์ ๊ธฐ๋กํ๋ฉฐ, ์ฐ์ ์จ์ ํญ๋ณต ์ดํ์ ๋ณํ ๋ฅ๋ ฅ์ ๋ํ๋ธ๋ค. ๋ํ ๊ฒฝ๋๋ ์์ ์ ๋ํ ์ ํญ๊ณผ, ๊ฒฝ์ฐ์ ๋ฐ๋ผ ๋๋ต์ ์ธ ๊ฐ๋๋ฅผ ๊ฐ์ ์ ์ผ๋ก ๋ํ๋ธ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ด๋ฌํ ์ธก์ ๊ฐ ์ค ์ด๋ ๊ฒ๋ ๊ธฐ์กด ๊ท ์ด์ด ์ง์ ๋ ๊ฒ์ธ์ง์ ๋ํ ์ง์ ์ ์ธ ๋ต์ ์ ๊ณตํ์ง๋ ์๋๋ค.
๋์ ํญ๋ณต๊ฐ๋๊ฐ ์๋์ผ๋ก ๋์ ํ๊ดด์ธ์ฑ์ ์๋ฏธํ์ง๋ ์๋๋ค. Strong evidence
์ด๋ฌํ ์ฐจ์ด๋ ASTM A36 ๋ฐ ASTM A572 Grade 50๊ณผ ๊ฐ์ด ์ต์ํ ๋ช ์นญ์ ๊ฐ์ง ๊ฐ์ฌ๋ฅผ ๋น๊ตํ ๋์๋ ์ค์ํ๋ค. ๋ ๋์ ํญ๋ณต๊ฐ๋๊ฐ ๋ฐ๋์ ๋ ๋์ ํ๊ดด์ธ์ฑ์ ์๋ฏธํ๋ ๊ฒ์ ์๋๋ค. ๊ฐํ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ํญ๋ณต๊ฐ๋๋ฅผ ๋์ด๋ ๋์์, ํนํ ์ ์จ์์ ๊ตฌ์๋ ๊ท ์ด ์ ๋จ์ด ๊ฒฌ๋ ์ ์๋ ์์ฑ๋ณํ์ ์์ ๊ฐ์์ํฌ ์ ์๋ค. ํ ๋๊ป๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ฉด ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ๊ตฌ์๋๊ฐ ๋์์ ธ ์ ์ฌํ ํจ๊ณผ๊ฐ ๋ํ๋ ์ ์๋ค. ๋ฏธ๊ตญ ์ฐ๋ฐฉ๋๋ก์ฒญ์ 2016๋ ๊ฐ๊ต ๋งค๋ด์ผ์ ์ด๋ฌํ ์ค๋ฌด์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ค๋ช ํ๋ค. ์ฆ, ๋ ๋์ ๊ฐ๋๋ฅผ ๊ฐ์ง ๊ฐ์ฌ๋ ๋ ๋๊บผ์ด ๊ฐ์ฌ๋ ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ์๋ ฅ๊ณผ ๊ตฌ์์ด ์ฆ๊ฐํ์ฌ ํ๊ดด ์ํ์ด ์ปค์ง ์ ์์ผ๋ฏ๋ก ๋ ๋์ ์ธ์ฑ์ด ํ์ํ ์ ์๋ค.
์ธ์ฅ ์ฐ์ฑ ์ญ์ ๋์ฒด ์๋จ์ด ๋ ์ ์๋ค. ๋งค๋๋ฌ์ด ๋ด์ ์ํํธ์์ ๊ฐ์ฌ๊ฐ ์๋นํ ์ฐ์ ์จ์ ๋ํ๋ด๋๋ผ๋, ๋ ธ์น, ์ฉ์ ๊ฒฐํจ, ์ธต์ ์กฐ์ง ๋๋ ์ ์จ ์ฒ์ด ์กฐ๊ฑด์ผ๋ก ์ธํด ์ทจ์ฑ ํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค. ๊ฒฝ๋ ์ํ์ ๊ท ์ด ๋ฌธ์ ์์ ๋ ๋ฉ๋ฆฌ ๋จ์ด์ง ์งํ์ด๋ค. ์ด์ฒ๋ฆฌ ํธ์ฐจ๋ฅผ ํ์ธํ๋ ๋ฐ ๋์์ด ๋ ์๋ ์์ง๋ง, K<sub>IC</sub>, J<sub>IC</sub> ๋๋ ์๊ณ CTOD๋ฅผ ํ๋ฆฝํ์ง๋ ๋ชปํ๋ค.
ํผ๋ก ์๋ช ์ ๋ค๋ฅธ ์ง๋ฌธ์ ๋ตํ๋ค. ๋ฐ๋ณต ํ์ค์ด ์์ฉํ ๋ ์ฃผ๊ธฐ์ ๊ท ์ด ๊ตฌ๋ ๋งค๊ฐ๋ณ์๋ ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋จ์ผํ ๋จ์กฐ ํ๊ดด์ธ์ฑ ๊ฐ์ด ์๋๋ผ ์๋ ฅํ๋๊ณ์ ๋ฒ์ ฮK์ด๋ค. NASA-HDBK-5010 ์ 2๊ถ(2023)์ ์ค์์ ๊ท ์ด์ด ์๋ ํ์ ๋ํ ๋ชจ๋ I ๊ด๊ณ์์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ์ ์ํ๋ค.
K = ฮฒฯโ(ฯa)
์ฌ๊ธฐ์ ฮฒ๋ ํ์์ ๋ฐ์ํ๋ ๊ณ์์ด๊ณ , ฯ๋ ์์ฉ ์๋ ฅ์ด๋ฉฐ, a๋ ๋ชจ๋ธ์์ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ท ์ด ์น์์ด๋ค. ์ฃผ๊ธฐ ํ์ค์์๋ ์๋ ฅ ๋ฒ์์ ๊ท ์ด ํฌ๊ธฐ์ ๋ฐ๋ผ ฮK๊ฐ ๋ณํ๋ค. ๊ฐ์ฌ๋ ํน์ K์์ ๊ธ์ ํ๊ดด์๋ ์ ํญํ๋ฉด์๋ ์์ฒ ๋๋ ์๋ฐฑ๋ง ํ์ ํ์ค ์ฃผ๊ธฐ ๋์ ๋๋ฆฐ ํผ๋ก ๊ท ์ด ์ฑ์ฅ์ ๊ณ์ ์ถ์ ํ ์ ์๋ค.

์ง๋ฐฐ ์์ญ์ผ๋ก์์ ๊ท ์ด ์ ๋จ
๊ท ์ด ๋๋จ ํต์ฌ ์ฉ์ด
- ์๋ ฅํ๋๊ณ์ K
- ๊ท ์ด ๋๋จ ์ธ๊ทผ ์๋ ฅ์ฅ์ ์งํญ์ ๋ํ๋ด๋ ํ์ฑ ๋งค๊ฐ๋ณ์.
- J-์ ๋ถ
- ๊ท ์ด ํ์ฅ์ ์ด์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ์๋์ง๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ํ์์ฑ ๊ท ์ด ๊ตฌ๋ ๋งค๊ฐ๋ณ์.
- CTOD ฮด
- ๊ท ์ด ๋๋จ ์ธ๊ทผ ๋ณํ๊ณผ ๊ด๋ จ๋ ๊ท ์ด ๋๋จ ๊ฐ๊ตฌ ๋ณ์.
- R-๊ณก์
- ์์ ์ ์ธ ๊ท ์ด ํ์ฅ์ด ์งํ๋๋ ๋์์ ํ๊ดด ์ ํญ ๊ธฐ๋ก.
๊ท ์ด์์ ๋ฉ๋ฆฌ ๋จ์ด์ง ๊ณต์นญ ์๋ ฅ์ ํฌ์ง ์์ ์ ์์ง๋ง, ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ๊ตญ๋ถ ์๋ ฅ ๋ฐ ๋ณํ๋ฅ ์ฅ์ ๋งค์ฐ ์ฌ๊ฐํ ์ ์๋ค. ๋ ์นด๋ก์ด ๊ท ์ด์ ์์ฉ ํ์ค์ ์์ ์์ญ์ ์ง์ค์ํจ๋ค. A. A. Griffith๋ ์๋ก์ด ํ๊ดด๋ฉด์ ์์ฑํ๋ ๋ฐ ํ์ํ ์๋์ง ๋น์ฉ์ ํ์ฑ ๋ณํ ์๋์ง์ ๊ฐ์๋ถ์ด ๊ฐ๋นํ ์ ์์ ๋ ๊ท ์ด์ด ์ฑ์ฅํ๋ค๋ ์๋์ง ํํ์ ํตํด ๊ท ์ด ์ง์ ์ ์ค๋ช ํ๋ค. ์ดํ G. R. Irwin์ ์๋ ฅํ๋๊ณ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ํ์ฑ ๊ท ์ด ์ ๋จ์ฅ์ ํํํ์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ฅผ ํตํด ํ์ค, ๊ท ์ด ๊ธธ์ด, ๋ถํ ํ์ ๋ฐ ๊ตญ๋ถ์ ์ธ ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ์ฌ๊ฐ๋๋ฅผ ์ฐ๊ด์ํฌ ์ ์๊ฒ ๋์๋ค.
์์ฑ ์์ญ์ด ์ถฉ๋ถํ ์์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ ํํ์ฑ ํ๊ดด์ญํ์์๋ K๋ฅผ ์ง๋ฐฐ ๋งค๊ฐ๋ณ์๋ก ์ทจ๊ธํ๋ค. ASTM E399-24๋ ์ฃผ๋ก ์ ํํ์ฑ ๋ฐ ํ๋ฉด๋ณํ๋ฅ ์กฐ๊ฑด์์ ํผ๋ก ์๋น๊ท ์ด์ ๋์ ํ ๊ธ์ ์ํํธ์ผ๋ก๋ถํฐ K<sub>IC</sub>๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ ์ด ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ํํธ์ ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ์์ฑ์ด ์ํํธ ์น์์ ๋นํด ์ถฉ๋ถํ ์๊ฒ ์ ์ง๋ ๋งํผ ์ปค์ผ ํ๋ค. ๊ทธ๋ ์ง ์์ผ๋ฉด ์ธก์ ๊ฐ์ ์ ํจํ ํ๋ฉด๋ณํ๋ฅ ํ๊ดด์ธ์ฑ์ด ์๋๋ผ ์กฐ๊ฑด๋ถ ๊ฒฐ๊ณผ์ผ ์ ์๋ค.
์ด๋ฌํ ํ๊ณ ๋๋ฌธ์ ์ธ์ฅ ์ฟ ํฐ ์ํํธ์ ๊ท ์ด์ด ์๋ ๊ต๋ ํ๋์ง, ์๋ ฅ์ฉ๊ธฐ ๋๋ ์ฉ์ ์ด์๋ถ๋ฅผ ๋ํํ ์ ์๋ค. ์ค์ ๋ถํ์๋ ๊ท ์ด ํฌ๊ธฐ์ ํ์, ์๋ ฅ ๊ตฌ๋ฐฐ, ๋๊ป, ์๋ฅ์๋ ฅ ์ํ ๋ฐ ๊ตฌ์ ์์ค์ด ์กด์ฌํ๋ค. ๊ท ์ด์ ๋ชจ์ฌ, ์ฉ์ ๊ธ์ ๋๋ ์ด์ํฅ๋ถ์ ์์นํ ์๋ ์๋ค. ISO 15653:2018์ K, CTOD ฮด ๋ฐ J-์ ๋ถ์ ์คํ์ ๋ฑ๊ฐ๋์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ฉ์ ๋ถ์ ํ๊ดด์ธ์ฑ์ ๋ค๋ฃจ๋ฉฐ, ๊ด๋ จ ์ฉ์ ์์ญ์ ํผ๋ก ๊ท ์ด์ ๋ฐฐ์นํ๋๋ก ๊ท์ ํ๋ค.
๊ท ์ด ์ ๋จ์ ์์ฑ์ด ์์ง ์๊ฑฐ๋ ๊ท ์ผํ์ง ์์ ๋์๋ ํ์ฑ-์์ฑ ๋ฐฉ๋ฒ์ด ํ์ํ๋ค. ์ด๋ฌํ ์กฐ๊ฑด์์ J๋ ์๋์ง ๊ธฐ๋ฐ ๊ตฌ๋๋ ฅ์ ์ธก์ ํ๊ณ , CTOD๋ ํน์ ํ ํ๊ดด ์ฌ๊ฑด๊ณผ ๊ด๋ จ๋ ๊ท ์ด ์ ๋จ ๊ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์ธก์ ํ๋ค. NIST๋ 2008๋ ์ ๊ฐ์ฌ์์ ๋ถ์์ ๊ท ์ด ์ ํ๋ฅผ ์์ธกํ ๋ ํ์ฑ-์์ฑ ์ํ์ด ๋น๊ท ์ผํ ๊ท ์ด ์ ๋จ ์์ฑ ๋ฐ ๋ณต์กํ ์๋ ฅ-๋ณํ๋ฅ ๋ถํฌ๋ฅผ ๋ฐ์ํ๋ค๊ณ ๋ณด๊ณ ํ๋ค.
๊ฐ์, ์์ ์ ์ง์ ๋ฐ ๋ถ์์ ํ๊ดด
ํต์ฌ์ ์ธ ๊ณตํ์ ์ง๋ฌธ์ ๋จ์ํ โ์ด ๊ฐ์ฌ์ ์ธ์ฑ์ ์ผ๋ง์ธ๊ฐ?โ๊ฐ ์๋๋ค. ์ง๋ฌธ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. ์๋ ค์ง ํ์ค์ด ์์ฉํ๊ณ ์๋ ค์ง ๊ท ์ด์ด ์กด์ฌํ ๋, ๊ท ์ด์ด ์์ ์ ์ผ๋ก ์ ์ง๋ ๊ฒ์ธ๊ฐ, ์์ ์ ์ผ๋ก ์ง์ ๋ ๊ฒ์ธ๊ฐ, ์๋๋ฉด ๊ธ์ ํ๊ดด๋ฅผ ์ ๋ฐํ ๊ฒ์ธ๊ฐ?
๊ท ์ด ๊ฐ์๋ ๊ธฐ์กด ๊ท ์ด์์ ์ฒ์์ผ๋ก ๋ฐ์ํ๋ ์ง์ ์ด๋ค. ๊ฐ์ ์ดํ ์ฌ๋ฃ๋ ์์ฑ๋ณํ๊ณผ ์ฐ์ฑ ๋ณด์ด๋ ํ์ฑ ๊ฐ์ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ํตํด ์๋์ง๋ฅผ ํก์ํ๋ฉด์ ์์ ์ ์ธ ๊ท ์ด ์ฑ์ฅ์ ๊ฒฌ๋ ์ ์๋ค. ๊ท ์ด์ด ์ง์ ๋จ์ ๋ฐ๋ผ ์ ํญ์ด ์ฆ๊ฐํ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ฌํ ๊ฑฐ๋์ J-R ๊ณก์ , CTOD ์ ํญ๊ณก์ ๋๋ ๊ธฐํ R-curve๋ก ๋ํ๋ธ๋ค. ์์ฉํ๋ ๊ท ์ด ๊ตฌ๋๋ ฅ์ด ์ด๋ฌํ ์ ํญ์ ์ด๊ณผํ๋ฉด ๋ถ์์ ํ๊ดด๊ฐ ๋ค๋ฐ๋ฅผ ์ ์๋ค.
ASTM E1820์ K, J ๋ฐ CTOD๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ ๊ฐ ๋๋ ์ ํญ๊ณก์ ์ ํํ๋ก ๋ชจ๋ I ํ๊ดด ๊ฑฐ๋์ ์ธก์ ํ๋ค. ISO 12135:2021 ์ญ์ ํผ๋ก ์๋น๊ท ์ด์ ๋์ ํ ๊ท ์ง ๊ธ์ ์ํํธ์ ๋ํด K, ๊ท ์ด ์ ๋จ ๊ฐ๊ตฌ ๋ณ์ ฮด, J ๋ฐ R-curve๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ์ค์ ์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๊ท์ ํ๋ค. ASTM E1290์ ์ง์ ๋ ๊ท ์ด ์ง์ ์ฌ๊ฑด์์์ ์๊ณ CTOD ๊ฐ์ ์ค์ ์ ๋๋ฉฐ, ์จ๋๊ฐ ๋ฎ์์ง ๋ ๋ํ๋๋ ์ฐ์ฑ-์ทจ์ฑ ์ฒ์ด์ ํนํ ๊ด๋ จ์ด ์๋ค.
์ด๋ฌํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ํด๋น ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ๊ณผ ์ฐ๊ฒฐ๋ ์ํ๋ก ์ ์ง๋์ด์ผ ํ๋ค. ASTM E399-24์์ ์ป์ K<sub>IC</sub> ๊ฐ์ ์ ๋นํ ๊ทผ๊ฑฐ ์์ด J ๊ธฐ๋ฐ ๊ตฌ์กฐ ํ๊ฐ์ ์ ์ฉํด์๋ ์ ๋๋ฉฐ, ISO 15653:2018์ ๋ฐ๋ฅธ ์ฉ์ ์ํ์์ ์ป์ ์๊ณ CTOD๋ฅผ ๋ณดํธ์ ์ธ ๊ฐ์ข ํน์ฑ์ผ๋ก ์ทจ๊ธํด์๋ ์ ๋๋ค. ์ํํธ์ ๊ตฌ์, ํ์ค ๋ชจ๋, ์จ๋, ๊ท ์ด ์์น, ํ์ค ์๋ ๋ฐ โ๊ฐ์โ์ ์ ์ ๋ฐฉ์์ ๋ชจ๋ ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ค. ์์น๋ ์ด๋ฌํ ์ํ ๊ด๋ จ ์ ๋ณด๊ฐ ํจ๊ป ์ ์๋ ๋์๋ง ์๋ฏธ๋ฅผ ๊ฐ๋๋ค.
ํ๊ดด์ญํ ํ๋ ์์ํฌ: Griffith, Irwin ๋ฐ K
Griffith์ ์๋์ง ํํ
๊ฐ์ฌ ๋ถํ์ ๊ณต์นญ ์๋ ฅ์ด ๋จ์ํ ํน์ ๊ฐ์ข ์ ๋ช ์๋ ํญ๋ณต๊ฐ๋๋ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ฅผ ์ด๊ณผํ๋ค๊ณ ํด์ ํ๊ดด๋๋ ๊ฒ์ ์๋๋ค. ๊ท ์ด์ด ์กด์ฌํ๋ฉด ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋ฌ๋ผ์ง๋ค. ๊ท ์ด์ด ์ง์ ๋ ๋ ์์ฉ ํ์ค์ ํ์ฑ ๋ณํ ์๋์ง๋ฅผ ๋ฐฉ์ถํ๋ ๋ฐ๋ฉด, ์๋ก์ด ํ๊ดด๋ฉด์ ํ์ฑํ๋ ๋ฐ์๋ ์๋์ง๊ฐ ์๋ชจ๋๋ค. A. A. Griffith๋ ์ด๋ฌํ ๊ฒฝ์ ๊ด๊ณ๋ฅผ ์๋์ง ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ํํํ๋ค. ์๋์ง ๋ฐฉ์ถ๋ฅ ๊ฐ ์ฌ๋ฃ์ ์๊ณ๊ฐ ์ ๋๋ฌํ๋ฉด ๊ท ์ด ์ง์ ์ด ๊ฐ๋ฅํด์ง๋ค.
์ด์์ ์ธ ์ทจ์ฑ ๊ณ ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ, Griffith๋ ๋ฅผ ์ฃผ๋ก ๋ ๊ฐ์ ์๋ก์ด ๊ท ์ด๋ฉด์ ํ์ฑํ๋ ๋ฐ ํ์ํ ํ๋ฉด ์๋์ง์ ์ฐ๊ด์์ผฐ๋ค. ์ค์ ๊ฐ์ฌ๋ ์ด์์ ์ธ ์ทจ์ฑ ๊ณ ์ฒด๊ฐ ์๋๋ค. ์์ฑ ๋ณํ, ๋ฏธ์ธ๊ณต๊ทน ํ์ฑ, ๋ฒฝ๊ฐ, ๊ท ์ด ๋ธ๋ฆฌ์ง, ์๋ฅ์๋ ฅ ๋ฐ ๊ธฐํ ๊ณผ์ ์ด ๊ท ์ด ์ ๋จ ๋ถ๊ทผ์์ ์ถ๊ฐ ์๋์ง๋ฅผ ํก์ํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ธก์ ๋ ์ ํญ๊ฐ์ ์ฌ๋ฃ ์์ฒด๋ฟ ์๋๋ผ ๊ท ์ด์ ์ํํ๋ ์กฐ๊ฑด๋ ํจ๊ป ๋ฐ์ํ๋ค.
์ด๋ฌํ ์๋์ง ๊ด์ ์ ํ์ค, ๊ท ์ด ์น์ ๋ฐ ๊ท ์ด ์ง์ ์ ๋ํ ์ ํญ์ ์๋ก ์ฐ๊ฒฐํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ํ๊ดด์ญํ์ ํ ๋๊ฐ ๋๋ค. ๋ํ ๊ท ์ด์ด ์๋ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๊ฑฐ๋์ ๊ฐ๋๋ง์ผ๋ก ์ค๋ช ํ ์ ์๋ ์ด์ ๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ๊ณ ๊ฐ๋ ๊ฐ์ฌ๋ ๋์ ๊ณต์นญ ์๋ ฅ์ ์งํฑํ ์ ์์ง๋ง, ๊ตฌ์์ด ํฐ ์กฐ๊ฑด์์ ์ถฉ๋ถํ ํฐ ๊ฒฐํจ์ด ์กด์ฌํ๋ฉด ์ ๋ฐ์ ์ธ ํญ๋ณต์ด ๋ฐ์ํ๊ธฐ ์ ์ ํ๊ดด๊ฐ ์ผ์ด๋ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋๋ก ๊ฐ๋๋ ๋ฎ๋๋ผ๋ ๊ท ์ด ์ฑ์ฅ ์ ํญ์ฑ์ด ๋ ํฐ ๊ฐ์ฌ๋ ๋์ผํ ๊ฒฐํจ์ ๋ ์์ ํ๊ฒ ๊ฒฌ๋ ์ ์๋ค.
๊ด๋ จ ์ ํญ๊ฐ์ ๋ชจ๋ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ ์ฉ๋๋ ๋ณดํธ์ ์ธ ๊ฐ์ข ์์๊ฐ ์๋๋ค. ์จ๋, ํ์ค ์๋, ๋๊ป, ์๋ ฅ ์ํ, ๊ท ์ด ๋ฐฉํฅ, ์ฉ์ ์์น ๋ฐ ํ๊ดด๋ก ๊ฐ์ฃผํ๋๋ก ์ ํํ ์ฌ๊ฑด์ ์ธก์ ๊ฐ์ ๋ชจ๋ ๋ณํ์ํฌ ์ ์๋ค. ์์ ์ ์ธ ์ฐข๊น๊ณผ ๋ถ์์ ํ ๋ฒฝ๊ฐ๋ ๋์ผํ ์ฉ๊ฐ์ผ๋ก ์ ์๋ ์ํํธ์์ ๋ฐ์ํ๋๋ผ๋ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ๊ฒฐ๊ณผ์ด๋ค.
Irwin์ ๊ท ์ด ์ ๋จ ์๋ ฅ์ฅ
G. R. Irwin์ Griffith์ ์๋์ง ๊ฐ๋ ์ ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ๋๋ฌ์ผ ํ์ฑ์ฅ์ ์ค์ฉ์ ์ผ๋ก ๊ธฐ์ ํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ๋ฐ์ ์์ผฐ๋ค. ์ ํํ์ฑ ํ๊ดด์ญํ์์๋ ๊ท ์ด ์ ๋จ ๋ถ๊ทผ์ ์๋ ฅ์ด ์ ๋จ์ผ๋ก๋ถํฐ์ ๊ฑฐ๋ฆฌ ์ ์ญ์ ๊ณฑ๊ทผ์ ๋ฐ๋ผ ๋๋ต ์ฆ๊ฐํ๋ค.
์ฌ๊ธฐ์ ๋ ์๋ ฅ์ ๊ฐ๋๋ณ ๋ถํฌ๋ฅผ ๋ํ๋ด๊ณ , ๋ ๊ทธ ์งํญ์ ๊ฒฐ์ ํ๋ค. ์ค์ ๊ฐ์ฌ์์๋ ์ํ์ ํน์ด์ฑ์ด ๋ฌดํ๋์ ์๋ ฅ๊น์ง ์ด์ด์ง์ง ์๋๋ค. ์ ๋จ์๋ ์๋ฌด๋ฆฌ ์๋๋ผ๋ ์์ฑ ์์ญ์ด ํ์ฑ๋๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ๊ทธ ์์ฑ ์์ญ์ด ์ํํธ ์น์, ๊ท ์ด ํฌ๊ธฐ ๋ฐ ๋จ์ ๋ฆฌ๊ฐ๋จผํธ์ ๋นํด ์์์ ์ฃผ๋ณ์ฅ์ด ์ฃผ๋ก ํ์ฑ ์ํ์ผ ๋ LEFM์ ์ ํจํ๊ฒ ์ฌ์ฉ๋ ์ ์๋ค.
| ๋ชจ๋ | ๊ท ์ด ๋๋จ ์ด๋ | ์ผ๋ฐ์ ์ธ ์ค๋ช |
|---|---|---|
| Iํ | ๊ฐ๊ตฌ | ๊ท ์ด๋ฉด์ ์์ง์ธ ์ธ์ฅ ํ์ค |
| IIํ | ๋ฉด๋ด ๋ฏธ๋๋ผ | ๊ท ์ด๋ฉด ๋ด์์์ ์ ๋จ ๋ณ์ |
| IIIํ | ๋ฉด์ธ ์ฐข๊น | ๊ท ์ด๋ฉด ๋ฐ์ผ๋ก ๋ฐ์ํ๋ ์ ๋จ ๋ณ์ |
๊ฐ์ฌ์ ํ๊ดด ํ๊ฐ์์ Mode I์ ๊ธฐ๋ณธ์ ์ธ ๊ฒฝ์ฐ์ด๋ค. ์ด๋ ๊ท ์ด๋ฉด์ ์์ง์ธ ์ธ์ฅ ํ์ค์ ๊ฐํ์ฌ ๊ท ์ด๋ฉด์ ๋ฒ๋ฆฐ๋ค. Mode II์ ๋ฉด๋ด ๋ฏธ๋๋ผ์ ์ผ์ผํค๊ณ , Mode III์ ๋ฉด์ธ ์ฐข๊น์ ์ผ์ผํจ๋ค. ์ค์ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ํผํฉ ๋ชจ๋ ํ์ค์ ๋ฐ์ ์ ์์ง๋ง, ๋ง์ ์ค๊ณ ๋ฐ ์ํ ์ ์ฐจ๊ฐ Mode I์์ ์์ํ๋ ์ด์ ๋ Mode I์ด ์ธ์ฅ ํ๊ดด๋ฅผ ์ง๋ฐฐํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ํํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค.
Irwin์ ๋ํ ๊ท ์ด ์ ๋จ์ฅ๊ณผ ์๋์ง ๋ฐฉ์ถ์ ์ฐ๊ฒฐํ๋ค. ์ ํํ์ฑ ์ฌ๋ฃ์์๋ ๋ค์ ๊ด๊ณ๊ฐ ์ฑ๋ฆฝํ๋ค.
์ฌ๊ธฐ์ ํ๋ฉด์๋ ฅ ์ํ์์๋ ์ด๊ณ , ํ๋ฉด๋ณํ๋ฅ ์ํ์์๋ ์ด๋ค. ์ด ๊ด๊ณ๋ ํ์ฑ ๊ฐ์ ๊ณผ ๊ตฌ์ ์กฐ๊ฑด์ด ์ ์ ํ ๋์๋ง ์๊ณ ์๋ ฅํ๋๊ณ์ ๊ฐ์ด ํ๊ดด ์ ํญ์ ๋ํ๋ผ ์ ์๋ ์ด์ ๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ASTM E399-24๋ ํผ๋ก ์๋น๊ท ์ด์ ๋์ ํ ๊ธ์ ์ํํธ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ, ์ฃผ๋ก ์ ํํ์ฑ ๋ฐ ํ๋ฉด๋ณํ๋ฅ ์กฐ๊ฑด์์ ๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ค. ํด๋น ํ์ค์ ์น์ ๋ฐ ์ ํจ์ฑ ์๊ฑด์ ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ์์ฑ ๋ณํ์ ์ถฉ๋ถํ ์๊ฒ ์ ์งํ์ฌ ๊ฐ ์๋ฏธ ์๋ ํ๋ฉด๋ณํ๋ฅ ํ๊ดด์ธ์ฑ๊ฐ์ด ๋๋๋ก ํ๊ธฐ ์ํ ๊ฒ์ด๋ค.
์์ฑ ๋ณํ์ด ์์ง ์์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๋ง์ผ๋ก ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ์ํ๋ฅผ ์ค๋ช ํ๊ธฐ ์ด๋ ค์ธ ์ ์๋ค. ISO 12135:2021์ ๊ท ์ง ๊ธ์ ์ํํธ์ ์ค์ ์ ์ํ์ ์ํด , ๊ท ์ด ์ ๋จ ๊ฐ๊ตฌ๋ณ์ , ๋ฐ ์ ํญ๊ณก์ ์ ํฌํจํ๋ค. ASTM E1820 ์ญ์ , ๋ฐ CTOD๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉฐ, ์ด๋ฅผ ์ ๊ฐ์ผ๋ก ์ ์ํ๊ฑฐ๋ ์์ ์ ์ธ ๊ท ์ด ์ง์ ์ค ์ ํญ์ ๋ํ๋ด๋ ๊ณก์ ์ผ๋ก ์ ์ํ๋ค. ์ด๋ฌํ ์๋ค์ ํ๊ดด์ญํ์ ํตํด ์๋ก ์ฐ๊ด๋์ด ์์ง๋ง, , , CTOD ๋ฐ R-๊ณก์ ์ ์๋ก ๋ฐ๊พธ์ด ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ ๋ช ์นญ์ด ์๋๋ค.
์๋ ฅํ๋, ํ์ ๋ฐ ๊ท ์ด ํฌ๊ธฐ
NASA-HDBK-5010 ์ 2๊ถ์ ์ค์ ๊ท ์ด ํ์ ๋ํ Mode I ์๋ ฅํ๋๊ณ์๋ฅผ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ์ ์ํ๋ค.
์ฌ๊ธฐ์ ๋ ์์ฉ ๊ณต์นญ ์๋ ฅ, ๋ ์ ์๋ ํ์ ๊ท์ฝ์์ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ท ์ด ์น์, ๋ ํ์ ๋ณด์ ๊ณ์์ด๋ค. ์ค์ ๊ดํต๊ท ์ด์ ๊ฒฝ์ฐ ๋ ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๊ท ์ด ๊ธธ์ด์ ์ ๋ฐ์ ์๋ฏธํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๋ค๋ฅธ ํ์์์๋ ๊ท ์ด ์น์๋ฅผ ๋ค๋ฅด๊ฒ ์ ์ํ๋ค. ์ด ์์ ์ํธ์์ฉ์ ์ง์ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ์๋ ฅ์ ๋ ๋ฐฐ๋ก ํ๋ฉด ๋ ๋ ๋ฐฐ๊ฐ ๋๋ฉฐ, ๊ท ์ด ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๋ค ๋ฐฐ๋ก ํ๋ฉด ๋ ๋ ๋ฐฐ๊ฐ ๋๋ค.
๋ ์ฌ๋ฃ ์์๊ฐ ์๋๋ฉฐ ๊ฐ์ข , ๊ฒฝ๋ ๋๋ ์ธ์ฑ์ ๋ํ๋ด์ง๋ ์๋๋ค. ๋ ์ ํ ํญ, ๊ฐ์ฅ์๋ฆฌ ํจ๊ณผ, ๊ท ์ด ํ์, ์ํํธ ํ์ ๋ฐ ํ์ค ๋ฐฐ์น๋ฅผ ๋ฐ์ํ๋ค. ๋์ผํ ๊ฐ์ฌ, ์๋ ฅ ๋ฐ ๊ณต์นญ ๊ท ์ด ๊ธธ์ด๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋๋ผ๋ ์ปดํฉํธ ์ธ์ฅ ์ํํธ, ๋จ์ผ ๊ฐ์ฅ์๋ฆฌ ๊ตฝํ ์ํํธ ๋ฐ ์ค์ ๊ท ์ด์ด ์๋ ๋์ ํ์ ํ์ ๋ณด์ ๊ฐ์ด ์๋ก ๋ค๋ฅด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์๋ ฅํ๋๊ณ์๋ฅผ ๋ํ๋ผ ์ ์๋ค. AFGROW ์์ํ์ฉ์ฑ ํธ๋๋ถ๋ ๋์ผํ ์๋ฆฌ๋ฅผ ์ค๋ช ํ๋ค. ์ฆ, ํ์ฑ ๊ท ์ด ์ ๋จ ์๋ต์ ํ์ค, ํ์ ๋ฐ ๊ท ์ด ์น์์ ๋ฐ๋ผ ๋ฌ๋ผ์ง๋ค.
๋ฐ๋ณต ํ์ค์ ๊ฒฝ์ฐ NASA๋ ํ์ค ์ฌ์ดํด ๋์ ์๋ ฅํ๋๊ณ์์ ๋ฒ์๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ๋ฅผ ํด๋น LEFM ๋ชจ๋ธ์์ ํผ๋ก ๊ท ์ด ์ฑ์ฅ์ ์ง๋ฐฐ ๋งค๊ฐ๋ณ์๋ก ์ ์ํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ด๊ธฐ ์๋ ฅ์ด ์ต์ข ์ ์ ํ๊ดด ์์ค๋ณด๋ค ๋ฎ๋๋ผ๋ ๋ฐ๋ณต ํ์ค์ผ๋ก ๊ท ์ด์ด ์ฑ์ฅํ ํ ํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค.
๋ผ๋ ์กฐ๊ฑด์ ์ํํธ๊ณผ ํ์ค์ด ๊ด๋ จ ํ์ค์ ์๊ฑด์ ์ถฉ์กฑํ ๋์๋ง ์๋ฏธ๊ฐ ์๋ค. FHWA ๊ฐ๊ต๋ ๋งค๋ด์ผ์ ๋ณด๋ค ๋ฎ์ ๊ท ์ด ํฌ๊ธฐ์ ์๋ ฅ์ ์กฐํฉ์ ํด๋น ๋ชจ๋ธ ๋ด์์ ์์ ์ ์ธ ๊ฒ์ผ๋ก ์ค๋ช ํ ๋ฟ, ๋ชจ๋ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋ณดํธ์ ์ผ๋ก ์์ ํ๋ค๊ณ ์ค๋ช ํ์ง๋ ์๋๋ค. ๋๊บผ์ด ๋จ๋ฉด๊ณผ ๊ณ ๊ฐ๋ ๊ฐ์ฌ์์๋ ๋ ํฐ ๊ท ์ด ์ ๋จ ๊ตฌ์์ด ๋ฐ์ํ์ฌ ์์ฑ ๋ณํ์ด ๊ท ์ด์ ๋ฌด๋๊ฒ ํ๋ ๋ฅ๋ ฅ์ด ๊ฐ์ํ ์ ์๋ค. ์ฉ์ ๊ธ์, ์ฉ์ต์ ๋ฐ ์ด์ํฅ๋ถ๋ ๋ณ๋์ ์ฃผ์๊ฐ ํ์ํ๋ค. ISO 15653:2018์ , CTOD ๋ฐ -์ ๋ถ์ ์คํ์ ๋ฑ๊ฐ๋์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ฉ์ ๋ถ ํ๊ดด์ธ์ฑ์ ๋ค๋ฃฌ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ณด๊ณ ๋ ๊ฐ์ ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ, ์ํํธ ํ์, ๊ท ์ด ์์น, ์จ๋, ํ์ค ์๋ ๋ฐ ์ ํจ์ฑ ํ๊ณ์ ํจ๊ป ํด์ํด์ผ ํ๋ค.
๊ฐ์ฌ์ KIC์ LEFM์ด ์ ํจํ ๊ฒฝ์ฐ
ASTM E399-24 ๋ฐ ํ๋ฉด๋ณํ๋ฅ ํ๊ดด์ธ์ฑ
ASTM E399-24๋ ๊ธ์ ์ฌ๋ฃ์ ํ๋ฉด๋ณํ๋ฅ ํ๊ดด์ธ์ฑ ์ ์ธก์ ํ๋ ๊ตฌ์ฒด์ ์ธ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ ์ํ๋ค. ์ด ๋ฐฉ๋ฒ์ ํผ๋ก ์๋น๊ท ์ด์ ๋์ ํ ์ํํธ์ ์ฃผ๋ก ๋ชจ๋ I ํ์ค์ ๊ฐํ๋ฉฐ, ๊ทธ ์๋ต์ด ๋์ฒด๋ก ์ ํํ์ฑ ์ํ๋ฅผ ์ ์งํ๋ ์กฐ๊ฑด์์ ์ํ๋๋ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๋จ์ํ โ๊ฐ์ฌ์ ์ธ์ฑโ์ ์๋ฏธํ์ง ์๋๋ค. ์ํํธ, ๊ท ์ด, ์จ๋, ํ์ค ์๋ ๋ฐ ์ ํจ์ฑ ์๊ฑด์ด ํ๋ฉด๋ณํ๋ฅ ๋ชจ๋ธ์ ๋ท๋ฐ์นจํ ๋์๋ง ์ธ์ ๋๋ ์ฌ๋ฃ ๋งค๊ฐ๋ณ์์ด๋ค.
์ด๋ฌํ ๊ตฌ๋ถ์ ์ค์ํ๋ค. ์ ์ฌํ ๊ท ์ด ๋๋จ ๊ตฌ์ ์ํ์์ ๋ถ์์ ๊ท ์ด ์ ํ๊ฐ ์์๋ ๋์ ์๋ ฅํ๋๊ณ์๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค. ์ด๋ ํญ๋ณต๊ฐ๋, ๊ฒฝ๋, ์ฐ์ฑ ๋๋ ํผ๋ก ์ ํญ์ฑ์ ์ธก์ ํ๋ ๊ฐ์ด ์๋๋ค. ์ธ์ฅ๊ฐ๋๊ฐ ๋์ ๊ฐ์ฌ๋ผ๋ ์ ์จ ๊ท ์ด ์ ํญ์ฑ์ด ๋ฎ์ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋๋ก, ์ค๊ฐ ์ ๋์ ๊ฐ๋๋ฅผ ๊ฐ์ง ๊ฐ์ฌ๋ผ๋ ๋ฏธ์ธ์กฐ์ง๊ณผ ์ํ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ผ ํ๊ดด ์ ํญ์ฑ์ด ๋ ๋๋ค๋ฉด ๋ ํฐ ๊ท ์ด์ ๊ฒฌ๋ ์ ์๋ค.
๊ทธ ๊ธฐ์ด๋ A. A. Griffith์ ์๋์ง ๊ธฐ์ค์ด๋ค. ์ฆ, ๊ท ์ด์ด ์กฐ๊ธ ๋ ์ฑ์ฅํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฉ์ถ๋๋ ํ์ฑ ์๋์ง๊ฐ ์๋ก์ด ํ๊ดด๋ฉด์ ํ์ฑํ๋ ๋ฐ ์ถฉ๋ถํ ๋ ๊ท ์ด์ด ์ ํ๋๋ค. G. R. Irwin์ ์๋ ฅํ๋๊ณ์ ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๊ท ์ด ๋๋จ ๋ถ๊ทผ์ ํ์ฑ ์๋ ฅ์ฅ์ ํํํ๋ค. ์ค์์ ๊ท ์ด์ด ์๋ ํ์ ๋ํด NASA-HDBK-5010 ์ 2๊ถ์ ๋ชจ๋ I ๊ด๊ณ์์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ์ ์ํ๋ค.
์ฌ๊ธฐ์ ๋ ํ์์ ๊ณ ๋ คํ๋ ๊ณ์์ด๊ณ , ๋ ์์ฉ ์๋ ฅ์ด๋ฉฐ, ๋ ์ ํํ ๊ท์ฝ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ท ์ด ์น์์ด๋ค. ์ด ์์ ํ๊ดด์ธ์ฑ ๊ฐ์ด ๊ท ์ด ํฌ๊ธฐ, ์๋ ฅ ๋ฐ ํ์๊ณผ ๋ถ๋ฆฌ๋ ์ ์๋ ์ด์ ๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. AFGROW ์ญ์ ํ์ฑ ์์ญ์์์ ๊ท ์ด ๋๋จ ์๋ต์ ํ์ค, ํ์ ๋ฐ ๊ท ์ด ์น์์ ํจ์๋ก ๋ค๋ฃฌ๋ค.
๋ฐ๋ผ์ ์ ํจํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๋ณดํธ์ ์ธ ๊ฐ์ข ๊ณ ์ ์์๊ฐ ์๋๋ผ, ํ๊ณ ์ํ๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ํ๊ดด ๋งค๊ฐ๋ณ์์ด๋ค. ์ด ๊ฒฐ๊ณผ๋ ์ ์๋ ๋ชจ๋ I ํ๋ฉด๋ณํ๋ฅ ์กฐ๊ฑด์ ์ ์ฉ๋๋ค. ์ด๋ฅผ , CTOD ๋๋ R-๊ณก์ ๊ฐ ๋์ ์ง์ ์ฌ์ฉํด์๋ ์ ๋๋ค. ASTM E1820์ , ๋ฐ CTOD๋ฅผ ํตํด ๋ชจ๋ I ํ๊ดด์ธ์ฑ์ ํ๊ฐํ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ํน์ ์ ์ ๊ฐ๊ณผ ์ ํญ๊ณก์ ์ ๋ชจ๋ ํฌํจํ๋ค. ISO 12135:2021์ , ๊ท ์ด ๋๋จ ๊ฐ๊ตฌ ๋ณ์ , ๋ฐ ์ ํญ๊ณก์ ์ ์ฌ์ฉํ๋ ์ค์ ์ ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ค๋ฃฌ๋ค. ์ด๋ฌํ ๋ฐฉ๋ฒ์ ํ์์ฑ ๊ท ์ด ๋๋จ ๊ฑฐ๋์ด ์ค์ํ ์ํฉ์ ๋์์ผ๋ก ํ๋ค.

์๊ท๋ชจ ํญ๋ณต๊ณผ ์์ฑ์์ญ์ ํ๊ณ
LEFM์ ์ํํธ์ ๋๋ถ๋ถ์ด ํ์ฑ ์ํ๋ฅผ ์ ์งํ๊ณ , ์์ฑ ๋ณํ์ด ๊ท ์ด ๋ฐ๋ก ์์ ์์ ์์ญ์ ๊ตญํ๋๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํ๋ค. ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๊ท ์ด ๋๋จ ์์ฑ์์ญ์ด๋ผ๊ณ ๋ถ๋ฅด๋ ์ด ์์ญ์ ์ํ์ ์ง๋ฐฐํ๋ ์ํํธ ๋๊ป, ๋ฆฌ๊ฐ๋จผํธ, ๊ท ์ด ๊ธธ์ด ๋ฐ ๊ธฐํ ์น์์ ๋นํด ์์์ผ ํ๋ค. ์ด ์์ญ์ด ์ง๋์น๊ฒ ์ปค์ง๋ฉด ์ธก์ ๋ ํ์ค์ ๋ ์ด์ ๊ท ์ด ๋๋จ์ ์ง๋ฐฐ์ ์ธ ํ์ฑ ์๋ ฅ์ฅ์ ๋ํ๋ด์ง ์๋๋ค. ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ์ฌ์ ํ ํด๋น ์ํ ํ์์ ์ค๋ช ํ ์๋ ์์ง๋ง, ์ธ์ ๋ ํ๋ฉด๋ณํ๋ฅ ๊ฐ์ ์๋๋ค.
๊ทธ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ด์ ๋ ๋ช ํํ๋ค. ์์ฑ ๋ณํ์ ๊ท ์ด ๋๋จ์ ๋ํ์ํค๊ณ ์๋ ฅ์ ์ฌ๋ถ๋ฐฐํ๋ฉฐ, Irwin ํด๊ฐ ์์ธกํ๋ ํน์ด ํ์ฑ์ฅ์ ์ํํ๋ค. ์๊ท๋ชจ ํญ๋ณต ์กฐ๊ฑด์์๋ ์ด๋ ๊ฒ ๋ณํ๋ ์์ญ์ด ์ถฉ๋ถํ ์ ํ๋์ด ์์ผ๋ฏ๋ก ๊ฐ ์ฌ์ ํ ์ฃผ๋ณ ์๋ ฅ์ฅ์ ํน์ฑํํ ์ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์์ฑ์์ญ์ด ๋ฆฌ๊ฐ๋จผํธ๋ ๋๊ป์ ์๋น ๋ถ๋ถ์ ์ฐจ์งํ๊ฒ ๋๋ฉด, ํ๋์ ํ์ฑ ๋งค๊ฐ๋ณ์๋ง์ผ๋ก๋ ๊ท ์ด ๋๋จ ์ํ๋ฅผ ์ ํํ ์ค๋ช ํ ์ ์๋ค.
์์ฉ ์๋ ฅ์ด ๋์์ง๋ฉด ์์ฑ์์ญ์ด ์ปค์ง๋ค. ํญ๋ณต๊ฐ๋๊ฐ ๋ฎ์์ ธ๋ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง์ด๋ค. ๋ํ ์์ ์ํํธ์ ๋๊บผ์ด ์ํํธ๋ณด๋ค ๋๊ป ๋ฐฉํฅ ๋ณํ๊ณผ ์์ฑ ์ํ๋ฅผ ๋ ๋ง์ด ํ์ฉํ๋ค. ์ด๋ฌํ ์ํฅ์ผ๋ก ๊ฒ๋ณด๊ธฐ ํ๊ดด ํ์ค์ด ๋ ๋๊ฒ ๋ํ๋ ์ ์์ง๋ง, ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๊ท ์ด ์ ํ์ ๋ํ ๊ณ ์ ์ ํญ์ฑ์ด ๋์์ง ๊ฒ์ด ์๋๋ผ ๊ตฌ์์ด ๊ฐ์ํ ๊ฒ์ ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค. ํ์ค์ ์ ํจ์ฑ ์๊ฑด์ ์ถฉ์กฑํ์ง ์์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ผ๊ณ ๋ถ๋ฅด๋ ๊ฒ์ ์ํ์ด ์ ์ฆํ ๋ด์ฉ์ ๊ณผ์ฅํ๋ ๊ฒ์ด๋ค.
ํ์์ฑ ๊ฑฐ๋์ด ํ๊ดด ํ์์ ์ง๋ฐฐํ๋ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก , CTOD ๋๋ ์ ํญ๊ณก์ ์ด ๋ ์ ์ฉํ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ค. ASTM E1290์ ํน์ ๊ท ์ด ์ ํ ์ฌ๊ฑด์์์ ์๊ณ CTOD ๊ฐ์ ์ค์ ์ ์ผ๋ก ๋ค๋ฃจ๋ฉฐ, ์จ๋๊ฐ ๋ฎ์์ง ๋ ์ฐ์ฑ-์ทจ์ฑ ์ฒ์ด๋ฅผ ๋ณด์ด๋ ๊ฐ์ฌ์ ํนํ ์ ์ฉํ๋ค. ISO 15653:2018์ ์ฉ์ ๋ถ์ ๊ด๋ จ ํ๊ดด์ธ์ฑ ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ ์ฉํ๋ฉฐ, ์ฉ์ ๊ธ์๊ณผ ์ด์ํฅ๋ถ์ ์์นํ ํผ๋ก๊ท ์ด๋ ํฌํจํ๋ค. ๊ท ์ด์ ์์น๋ ๊ณต์นญ ํ์ฌ ๊ฐ์ข ๋งํผ ์ค์ํ ์ ์๋ค.
๊ตฌ์, ๋๊ป ๋ฐ ์ํํธ ์ ํจ์ฑ
๊ตฌ์ ๊ท ์ด ๋๋จ์์ ์ฃผ๋ณ ์ฌ๋ฃ๊ฐ ์์ฑ๋ณํ์ ์ต์ ํ๋ ์ ๋. ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๊ตฌ์์ด ํด์๋ก ์ผ์ถ ์๋ ฅ์ด ์ด์ง๋๋ฉฐ ๊ฒ๋ณด๊ธฐ ํ๊ดด ํ์ฉ๋๊ฐ ๊ฐ์ํ ์ ์๋ค.
๊ตฌ์์ ์ฃผ๋ณ ์ฌ๋ฃ๊ฐ ๊ท ์ด ๋๋จ์์์ ์์ฑ ์ ๋์ ์ผ๋ง๋ ๊ฐํ๊ฒ ์ต์ ํ๋์ง๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค. ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋ ํฐ ๋๊ป์ ์ถฉ๋ถํ ํฐ ์์ฌ ๋ฆฌ๊ฐ๋จผํธ์ ์ํด ์ด์ง๋๋ ํ๋ฉด๋ณํ๋ฅ ์ํ๋ ํ๋ฉด์๋ ฅ ์ํ๋ณด๋ค ๋ ํฐ ๊ตฌ์์ ๋ถ๊ณผํ๋ค. ๊ตฌ์์ด ์ปค์ง๋ฉด ์์ฑ ์ํ๊ฐ ์ต์ ๋๊ณ ์ํ ์ค ์ธก์ ๋๋ ๊ฒ๋ณด๊ธฐ ํ๊ดด ํ์ฉ๋๊ฐ ๋ฎ์์ง ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋์ผํ ๊ฐ์ฌ๋ผ๋ ์์ ๋จ๋ฉด๊ณผ ๋๊บผ์ด ๋จ๋ฉด์์, ๋๋ ๊ท ์ด ๋ฐฉํฅ๊ณผ ๋ฆฌ๊ฐ๋จผํธ ์น์๊ฐ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์ํํธ์์ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ํ๊ดด์ธ์ฑ ๊ฐ์ ๋ํ๋ผ ์ ์๋ค.
๋๊ป๋ ๋ถ์์ ์ธ ์ํ ์ธ๋ถ์ฌํญ์ด ์๋๋ค. ๋๊ป๋ ๋จ๋ฉด์ ๊ฐ๋ก์ง๋ฅด๋ ์๋ ฅ ์ํ๋ฅผ ๋ณํ์ํค๋ฉฐ, ๊ท ์ด ๋๋จ์ด ํ๋ฉด๋ณํ๋ฅ ํด์์ ํ์ํ ์ผ์ถ ๊ตฌ์์ ๊ฒฝํํ๋์ง์ ์ํฅ์ ์ค๋ค. ์ํํธ ํ์๋ ์ค์ํ๋ค. ์ปดํฉํธ ์ธ์ฅ ์ํํธ๊ณผ ๋จ์ผ ๊ฐ์ฅ์๋ฆฌ ๊ตฝํ ์ํํธ์ ๊ท ์ด ๊ธธ์ด, ๋ฆฌ๊ฐ๋จผํธ, ๊ตฝํ ๋ฐ ๊ตฌ์์ด ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์กฐํฉ์ ๋ง๋ค ์ ์๋ค. ํ ํ์์์ ์ป์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํด๋น ๊ท ์ด ๋๋จ ์กฐ๊ฑด์ ํ์ธํ์ง ์์ ์ฑ ๊ตฌ์กฐ ์ธ๋ถ์ ์ ์ฉํด์๋ ์ ๋๋ค.
FHWA์ ๊ฐ๊ต ์ง์นจ์ ์ค๊ณ์์ ์๋ฏธ๋ฅผ ์ง์ ์ ์ผ๋ก ์ค๋ช ํ๋ค. ์ ์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ํ๊ดด์ญํ ๋ชจ๋ธ ๋ด์์ ๊ท ์ด ํฌ๊ธฐ์ ์๋ ฅ์ ์กฐํฉ์ด ๋ณด๋ค ๋ฎ์ผ๋ฉด ์์ ์ ์ด์ง๋ง, ๊ณ ๊ฐ๋ ๋ฐ ๋๊บผ์ด ๊ฐ์ฌ๋ ์๋ ฅ๊ณผ ๊ท ์ด ๋๋จ ๊ตฌ์์ด ์ฆ๊ฐํ์ฌ ํ๊ดด ์ํ์ด ์ปค์ง ์ ์์ผ๋ฏ๋ก ๋ ๋์ ํ๊ดด์ธ์ฑ์ด ํ์ํ ์ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ด ์ง์นจ์ ๋ชจ๋ ๊ต๋ ์ธ๋ถ์ ์ ์ฉ๋๋ ํ๋์ ๊ฐ์ข ๋ณ ์์น ํ๊ณ๋ฅผ ์ค์ ํ์ง ์๋๋ค. ๊ธฐ์ ์๋ ์ค์ ๊ฒฐํจ ํฌ๊ธฐ, ์๋ ฅ ๋ฒ์, ํ์, ๋๊ป, ๊ฐ์ฌ ๊ฐ๋, ์จ๋ ๋ฐ ๊ฒ์ฌ ๊ฐ์ ์ ํ๊ฐํด์ผ ํ๋ค.
๋ฐ๋ผ์ ๋ณด๊ณ ๋ ๊ฐ์๋ ๊ทธ ์ํ๋ฅผ ๋ช ์ํด์ผ ํ๋ค. ์ธ์ ๋ ์ ๊ด๋ จ ํ๋ฉด๋ณํ๋ฅ ๋ฐ ์ํํธ ์ ํจ์ฑ ์๊ฑด์ ์ถฉ์กฑํ๋ค. ์กฐ๊ฑด๋ถ ๊ฐ์ ํํ ๋ก ํ์๋๋ฉฐ, ๊ทธ๋ฌํ ์๊ฑด์ ์ถฉ์กฑํ์์ ์ ์ฆํ์ง ๋ชปํ ์ธก์ ํ๊ดด ๊ฒฐ๊ณผ์ด๋ค. ํ์์ ์์กดํ๋ ํ์์ฑ ๊ฐ์ ํด๋น ์ํํธ๊ณผ ํ์ค ๋ฐฐ์ด์ ์ ์ฉํ ์ ์์ง๋ง, ๊ณผ ์๋ก ๋ฐ๊พธ์ด ์ฌ์ฉํ ์๋ ์๋ค. ๋ถ์์ ํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ๊ธฐ ์ ์ ์จ๋, ํ์ค ์๋, ๊ท ์ด ๋ฐฉํฅ, ์ฉ์ ๋ถ ์์น ๋ฐ ์์ ์ ๊ท ์ด ์ฑ์ฅ์ ๋ฐ๋ผ ์ง๋ฐฐ์ ์ธ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ๋ฌ๋ผ์ง ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ค๊ณ์ ์ฌ์ฉ๋๋ ๋งค๊ฐ๋ณ์์ ์ ํจ์ฑ ๋ชจ๋ธ์ ๊ท ์ด ๋๋จ ๊ฑฐ๋์ ์ผ์น์์ผ์ผ ํ๋ค.
ํ์ฑ-์์ฑ ํ๊ดด์ธ์ฑ: J, CTOD ๋ฐ R-๊ณก์
์ ํ ํ์ฑ ํ๊ดด์ญํ(LEFM)์ ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ์์ฑ ์์ญ์ด ์ํํธ ๋ฐ ์์ฌ ๋ฆฌ๊ฐ๋จผํธ์ ๋นํด ์์ ๋ ์ ์ฉํ ์ ์๋ค. ์ด๋ฌํ ์กฐ๊ฑด์์๋ ์๋ ฅํ๋๊ณ์ ๊ฐ ํ์ฑ ๊ท ์ด ์ ๋จ์ฅ์ ์ธ๊ธฐ๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ฉฐ, ๋ ํ๋ฉด ๋ณํ๋ฅ ํ๊ดด์ธ์ฑ์ ๋ํ๋ผ ์ ์๋ค. ASTM E399-24๋ ์ฃผ๋ก ์ ํ ํ์ฑ ๋ฐ ํ๋ฉด ๋ณํ๋ฅ ์กฐ๊ฑด์์ ํผ๋ก ์๋น๊ท ์ด์ ๋์ ํ ๊ธ์ ์ํํธ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ค. ์ด ํ์ค์ ์ ํจ์ฑ ์๊ฑด์ ๋จ์ํ ํ์ ์ ์ธ๋ถ์ฌํญ์ด ์๋๋ค. ์์ฑ์ด ๋ฆฌ๊ฐ๋จผํธ์ ์ง๋์น๊ฒ ํฐ ๋ถ๋ถ์ ๊ฑธ์ณ ํ์ฐ๋๋ฉด, ๋ณด๊ณ ๋ ๋ ์ ํจํ ํ๋ฉด ๋ณํ๋ฅ ์ฌ๋ฃ ํ๊ณ๊ฐ ์๋๋ค.
๊ฐ์ฌ๊ฐ ๊ท ์ด ์ฃผ์์์ ํญ๋ณตํ๋ฉด ๊ท ์ด ์ ๋จ์ฅ์ ๋น๊ท ์ผํด์ง๊ณ , ์์ฉ ํ์ค์ ๋ ์ด์ ๋ง์ผ๋ก ์ถฉ๋ถํ ๋ํ๋ผ ์ ์๊ฒ ๋๋ค. ์์ฑ ๋ณํ์ ์๋์ง๋ฅผ ํก์ํ๊ณ , ๊ท ์ด ์ ๋จ ๊ตฌ์ ์ํ๋ฅผ ๋ณํ์ํค๋ฉฐ, ๋ถ์์ ํ๊ดด์ ์์ ์์ ์ ์ธ ์ฐข๊น์ ์ผ์ผํฌ ์ ์๋ค. NIST๊ฐ 2008๋ ์ ๋ฐํํ ๊ฐ์ฌ ํ๊ดด ๋ ผ์์์๋ ํ์ฑ-์์ฑ ์ํ์ด ์ด๋ฌํ ๋ณต์กํ ์๋ ฅ-๋ณํ๋ฅ ๋ถํฌ๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ๊ณ ๋ถ์์ ๊ท ์ด ์ ํ ์์ธก์ ํฅ์ํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ด๋ผ๊ณ ์ค๋ช ํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๊ด๋ จ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๋จ์ผ ๊ฐ ์๋๋ผ J ๊ฐ, CTOD ๊ฐ ๋๋ ์ ์ฒด ์ ํญ๊ณก์ ์ผ ์ ์๋ค.
ASTM E1820 ๋ฐ J ๊ธฐ๋ฐ ์ ํญ์ฑ
J ์ ๋ถ์ ํ์ฑ-์์ฑ ๊ท ์ด ๊ตฌ๋ ํ๋ผ๋ฏธํฐ์ด๋ค. ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ผ๋ก๋ ์๋ก ์์ฑ๋ ๊ท ์ด ๋ฉด์ ๋จ์๋น ๊ท ์ด ์ง์ ์ ์ด์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ์๋์ง๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ฉฐ, ๋จ์๋ ์๋์ง/๋ฉด์ , ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋๋ ์ด๋ค. ์ถฉ๋ถํ ๊ตฌ์๋ ๊ท ์ด์์ J ์ฅ์ด ๊ท ์ด ์ ๋จ ๊ทผ๋ฐฉ์ ๋ณํ์ ํน์ฑํํ๋ ์กฐ๊ฑด์ด๋ผ๋ฉด, J๋ ํ์ฑ ๋ฐ ์์ฑ ๊ท ์ด ์ ๋จ ํ์ค์ ์ธ๊ธฐ๋ฅผ ๋ชจ๋ ๋ํ๋ผ ์ ์๋ค. J๋ ๋จ์ํ ์ ๋ค๋ฅธ ๋ช ์นญ์ด ์๋๋ค.
ํ๊ณ์ ์ธ ์ ํ ํ์ฑ ์กฐ๊ฑด์์๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ๊ด๊ณ์์ด ๋ ํ๋ผ๋ฏธํฐ๋ฅผ ์ฐ๊ฒฐํ๋ค.
์ฌ๊ธฐ์ ํ๋ฉด ์๋ ฅ์์๋ , ํ๋ฉด ๋ณํ๋ฅ ์์๋ ์ด๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ด ์์ด ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก J์ K๋ฅผ ์๋ก ๋์ฒดํ ์ ์๋ค๋ ๋ป์ ์๋๋ค. ์ด ์์ ๋ช ์๋ ๊ฐ์ ํ์์ ํ์ฑ ๊ธฐ์ฌ๋ถ์ ์ ์ฉ๋๋ค. ์์ฑ ์ผ, ์ํํธ ํ์, ๊ท ์ด ์ง์ ๋ฐ ๊ตฌ์ ์ํ์ ๋ฐ๋ผ ์ธก์ ๋์ ๊ฑฐ๋์ ์๋ก ๋ฌ๋ผ์ง ์ ์๋ค.
ASTM E1820์ K, J ๋ฐ CTOD๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๊ณ , ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ ๊ฐ ๋๋ ์ ํญ๊ณก์ ์ผ๋ก ๋ณด๊ณ ํ๋ ๋ชจ๋ I ์ํ ์ ์ฐจ๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ค. ์ปดํฉํธ ์ธ์ฅ ์ํํธ, ์ฆ C(T) ์ํํธ๊ณผ ๋จ์ผ ๊ฐ์ฅ์๋ฆฌ ๊ตฝํ ์ํํธ, ์ฆ SE(B) ์ํํธ์ด ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ฌ์ฉ๋๋ค. ์ํ์ ํผ๋ก ์๋น๊ท ์ด์ ๋์ ํ ์ํํธ์ผ๋ก ์์ํ๋ฉฐ, ์ดํ ๊ท ์ด์ ํ์ค์ ๊ฐํ๋ฉด์ ํ์ค๊ณผ ๋ณ์๋ฅผ ๊ธฐ๋กํ๋ค. ์ปดํ๋ผ์ด์ธ์ค ๋ณํ, ์ธ๋ก๋ฉ ์ ์ฐจ ๋๋ ์ํ ํ ์ธก์ ์ ์ด์ฉํ์ฌ ๊ท ์ด ์ง์ ์ ์ถ์ ํ๊ณ J์์ ํ์ฑ ๊ธฐ์ฌ๋ถ๊ณผ ์์ฑ ๊ธฐ์ฌ๋ถ์ ๋ถ๋ฆฌํ ์ ์๋ค.
๋ฐ๋ผ์ ์ ๊ฐ์ ๊ฐ์ ์กฐ๊ฑด๋ถ ๊ฐ์ด๋ค. ์ด๋ ๊ฐ์์ ์ ์, ์ํํธ ํฌ๊ธฐ, ๊ท ์ด ์ค๋น, ๋ฐ์ดํฐ ์ฒ๋ฆฌ ๋ฐ ์ ํจ์ฑ์ ๊ดํ ํ์ค์ ๊ท์ ์ ์ข์ฐ๋๋ค. ์ํ ์ํํธ์ ์ ์ฉํ ์ ๋ณ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ ๊ณตํ ์ ์์ง๋ง, ๋ค๋ฅธ ์กฐ๊ฑด์ ์ ์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ๊ฐ์ ํ๊ดด์ธ์ฑ์ ํ์ํ ํฌ๊ธฐ ๋๋ ๊ตฌ์ ์๊ฑด์ ์ถฉ์กฑํ์ง ๋ชปํ ์ ์๋ค. ์ฉ์ ๋ถ์๋ ๊ฐ์ ์ฃผ์๊ฐ ์ ์ฉ๋๋ค. ISO 15653:2018์ ์ฉ์ ๊ธ์๊ณผ ์ด์ํฅ๋ถ์ ์์นํ ๊ท ์ด์ ๋ค๋ฃจ๋ฉฐ K, CTOD , ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ J ์ ๋ถ์ ์คํ์ ๋ฑ๊ฐ๋์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ๋ชจ์ฌ ๊ฐ์ด ํด๋น ์์น์ ๊ฐ์ ์๋์ผ๋ก ๋์ ํ ์๋ ์๋ค.
๊ท ์ด ์ ๋จ ๋ณ์๋ก์์ CTOD
CTOD๋ ๋ก ํ๊ธฐํ๋ฉฐ, ๊ท ์ด ์ ๋จ ๊ฐ๊ตฌ ๋ณ์๋ฅผ ์ธก์ ํ๋ค. ๊ท ์ด์ ์ฌ๊ฐ๋๋ฅผ ์๋์ง ํ๋ฆ์ด๋ ํ์ฑ ์๋ ฅ์ฅ์ ์งํญ์ผ๋ก ๋ํ๋ด๋ ๋์ , ์๋์ ๊ท ์ด ์ ๋จ ๋ถ๊ทผ์์ ๋ ๊ท ์ด ๋ฉด์ด ์ผ๋ง๋ ๋ฉ๋ฆฌ ๋ฒ์ด์ง๋์ง๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค. ํญ๋ณต์ด ๋ฐ์ํ๋ ๊ฐ์ฌ์์๋ ์ด๋ฌํ ๊ฐ๊ตฌ์ ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ๋ํ์ ์์ฑ ๋ณํ์ ์ํฅ์ด ํฌํจ๋๋ค. ์ง์ ๋ ํ๊ดด ๋๋ ๊ท ์ด ์ง์ ์ฌ๊ฑด์ด ๋ฐ์ํ๋ฉด ์๊ณ CTOD์ ๋๋ฌํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณธ๋ค.
์ด ๋๋ฌธ์ CTOD๋ ์์ฑ์ด ์๋นํ๊ณ ๋ณ์ ๊ธฐ๋ฐ ์ค๋ช ์ด ๊ด์ฐฐ๋ ์ฐข๊น ํ์๊ณผ ๋ฐ์ ํ๊ฒ ๋์ํ ๋ ํนํ ์ ์ฉํ๋ค. ASTM E1290์ ์ง์ ๋ ๊ท ์ด ์ง์ ์ฌ๊ฑด์์์ ์๊ณ CTOD ๊ฐ์ ์ค์ ์ ๋๋ฉฐ, ์จ๋๊ฐ ๋ฎ์์ง์๋ก ์ฐ์ฑ-์ทจ์ฑ ์ฒ์ด๋ฅผ ๊ฒช๋ ๊ฐ์ฌ์ ํนํ ๊ด๋ จ์ด ์๋ค. ์ ์จ ์ํ์์๋ ๋ฒฝ๊ฐ ํ๊ดด ์ ์ ์์ ์ ์ธ ์ฐข๊น์ด ๊ฑฐ์ ๋ํ๋์ง ์์ ์ ์์ง๋ง, ๋ ๋์ ์จ๋์ ์ํ์์๋ ๊ท ์ด ์ ๋จ ๋ํ ํ ์ฐ์ฑ ์ง์ ์ด ๋ํ๋ ์ ์๋ค. ์ด๋ค ์ฌ๊ฑด์ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ์ ํํ๋์ง๊ฐ ์ค์ํ๋ค.
CTOD์ J๋ ํ๊ดด์ญํ ๋ชจ๋ธ ๋ฐ ํ์ค๋ณ ๋ณํ ์ ์ฐจ๋ฅผ ํตํด ์๋ก ๊ด๋ จ๋์ง๋ง, ์๋ก ๋ค๋ฅธ ๋ฌผ๋ฆฌ๋์ ์ธก์ ํ๋ค. ๊ท ์ด ์ ๋จ์ฅ, ํญ๋ณต๊ฐ๋, ํ์ ๋ฐ ๋ณํ ์์ญ์ ๊ดํ ๊ฐ์ ์์ด๋ CTOD ๊ฐ์ ๋ก ์๋ ๋ณํํ ์ ์๋ค. CTOD๊ฐ ์ ๊ฐ์ ๊ฒ๋ ์๋๋ค. ISO 12135:2021์ ๊ท ์ง ๊ธ์ ์ํํธ์ ๋ํ ํ๋์ ์ค์ ์ ์ฒด๊ณ ์์ K, CTOD , J ๋ฐ ์ ํญ๊ณก์ ์ ํฌํจ์ํค์ง๋ง, ์ด๋ฌํ ๊ณตํต ์ฒด๊ณ๊ฐ ๊ฐ ํ๋ผ๋ฏธํฐ์ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์ ์๋ฅผ ์์ ๋ ๊ฒ์ ์๋๋ค.
๋จ์ผ ์ ๊ฐ๊ณผ ์ ํญ๊ณก์ ์ ๋น๊ต
R-๊ณก์ ์ ๊ท ์ด์ด ์ง์ ๋จ์ ๋ฐ๋ผ ํ๊ดด ์ ํญ์ด ์ด๋ป๊ฒ ๋ณํ๋์ง๋ฅผ ๊ธฐ๋กํ๋ค. ์ํ ๋ณ์๋ ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์์ ์ ์ธ ๊ท ์ด ์ฑ์ฅ๋ ์ด๋ฉฐ, ์์ง ๋ณ์๋ J, CTOD ๋๋ ํ์ฉ๋ ๋ค๋ฅธ ํ๊ดด ํ๋ผ๋ฏธํฐ์ผ ์ ์๋ค. ๊ท ์ด์ด ๋ํ๋๊ณ ์์ฑ ๋ณํ์ด ๋ฐ์ํ ๋ค์ ์ฐข๊น์ ๊ณ์ ์งํํ๊ธฐ ์ํด ๋ ํฐ ๊ตฌ๋๋ ฅ์ด ํ์ํด์ง๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๊ณก์ ์ ์์นํ ์ ์๋ค. ๊ณก์ ์ ๊ธฐ์ธ๊ธฐ๋ ๋จ์ผ ๊ฐ์ ๊ฐ์ผ๋ก๋ ์ ๊ณตํ ์ ์๋ ์ ๋ณด๋ฅผ ๋ด๊ณ ์๋ค.
์ด๋ฌํ ์ฐจ์ด๋ ์ฐ์ฑ ๊ตฌ์กฐ์ฉ ๊ฐ์ฌ์์ ์ค์ํ๋ค. ์ ๊ฐ์ ์๋นํ ๊ท ์ด ์ง์ ์ด ์์๋๋ ์์ ์ ๋ํ๋ผ ์ ์์ง๋ง, R-๊ณก์ ์ ์์ฉ ๊ตฌ๋๋ ฅ์ด ๊ณก์ ์ ๋๋ฌํ๊ธฐ ์ ์ ์ํํธ์ด ์ถ๊ฐ์ ์ธ ์์ ์ ์ฐข๊น์ ๊ฒฌ๋ ์ ์๋์ง๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ์์ฉ J ๋๋ CTOD ๊ตฌ๋๋ ฅ๊ณผ ์์นํ๋ ์ ํญ๊ณก์ ์ ๊ต์ ์ ์์ ์ ์ธ ์ฑ์ฅ์ ๋ํ๋ผ ์ ์๋ค. ์ดํ ๊ตฌ๋๋ ฅ๊ณผ ์ ํญ ์ฌ์ด์ ๋ถ๋ฆฌ ์ฌ์ ๊ฐ ๊ฐ์ํ๋ฉด ๋ถ์์ ํ๊ดด๋ฅผ ๋ํ๋ผ ์ ์๋ค. ๊ฒฐ๊ณผ๋ ํ์๊ณผ ๊ตฌ์ ์ํ์ ์ข์ฐ๋๋ฏ๋ก ๋ณดํธ์ ์ธ ๊ฐ์ข ์์๋ก ๋ณผ ์ ์๋ค.
์จ๋, ํ์ค ์๋, ๋๊ป, ์ฉ์ ๋ถ ์์น, ๊ท ์ด ๋ฐฉํฅ ๋ฐ ์ํํธ ํ์์ ๋ชจ๋ ๊ณก์ ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ค. ๋์ผํ ์ฉ๊ฐ์์ ์ ๋จํ ๊ฒฝ์ฐ์๋ C(T) ๊ฒฐ๊ณผ์ SE(B) ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ์๋ก ๋ค๋ฅผ ์ ์๋ค. ํ๋ผ๋ฏธํฐ, ๊ท ์ด ์ง์ ์ ์, ์ํ ์จ๋, ํ์ค ์๋ ๋ฐ ์ ํจ์ฑ ํ๊ณ๋ฅผ ๋ฐํ์ง ์์ ์ฑ ๋ณด๊ณ ๋ โํ๊ดด์ธ์ฑโ์ ๋ถ์์ ํ ์ ๋ณด์ด๋ค. ASTM E1820, ISO 12135:2021 ๋ฐ ISO 15653:2018์ ์ํ ์ ์ฐจ๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ ๊ฒ์ด์ง, J, CTOD, K ๋ฐ R-๊ณก์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์๋ก ๋์ฒด ๊ฐ๋ฅํ ๊ฒ์ผ๋ก ์ทจ๊ธํด๋ ๋๋ค๋ ํ๊ฐ๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ ๊ฒ์ ์๋๋ค.
์จ๋, ์ฐ์ฑ-์ทจ์ฑ ์ฒ์ด ๋ฐ ๊ท ์ด ์ ๋จ ์์ฑ
์จ๋ ์์กด์ ํ๊ดด ๊ฑฐ๋
์จ๋์ ๋ฐ๋ผ ๊ฐ์ฌ์ ํ๊ดด ๊ฑฐ๋์ ์ฐ์ฑ ์ฐข๊น๊ณผ ์ทจ์ฑ ๋ฒฝ๊ฐ ์ฌ์ด์์ ๋ณํ ์ ์๋ค. Strong evidence
๊ฐ์ฌ๋ ๋ชจ๋ ์ฌ์ฉ ์กฐ๊ฑด์์ ํ๋์ ๊ณ ์ ๋ ํ๊ดด์ธ์ฑ์ ๊ฐ์ง ์๋๋ค. ์จ๋๋ ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ์์ฑ ๋ณํ๊ณผ ๋ฒฝ๊ฐ ํ๊ดด ์ฌ์ด์ ๊ท ํ์ ๋ณํ์ํจ๋ค. ์จ๋๊ฐ ๋ฎ์์ง๋ฉด ๋ง์ ํ๋ผ์ดํธ๊ณ ๋ฐ ์ ํฉ๊ธ๊ฐ์์ ์ ์์ ์ด๋์ด ๋์ฑ ์ด๋ ค์์ง๋ค. ์ด์ ์๋ ์์ฑ ์ ๋์ ํตํด ๋ฌด๋์ง ์ ์์๋ ๊ท ์ด ์ ๋จ์ด ๋์ ๊ธ๊ฒฉํ ๋ฒฝ๊ฐ ํ๊ดด์ ํ์ํ ์๊ณ ์๋ ฅ์ ๋๋ฌํ ์ ์๋ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ ๋น๊ต์ ์ข์ ์จ๋ ๋ฒ์์์ ์์ ์ ์ธ ์ฐ์ฑ ์ฐข๊น์์ ๋ถ์์ ํ ์ทจ์ฑ ํ๊ดด๋ก ๊ธ๊ฒฉํ ์ ์ด๋ ์ ์๋ค.
์ด๋ฌํ ๊ฑฐ๋์ ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ฐ์ฑ-์ทจ์ฑ ์ฒ์ด(ductile-to-brittle transition, DBT)๋ก ์ค๋ช ๋๋ค. ์ด๋ ๊ต๋, ์๋ ฅ ์ค๋น, ๋ฐฐ๊ด ๋ฐ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ ์ ์์ ์ฌ์ฉ๋๋ ๋ง์ ๊ฐ์ข ์ ํฌํจํ์ฌ ์ฒด์ฌ์ ๋ฐฉ์ ํ๋ผ์ดํธ๊ณ ๊ฐ์์ ํนํ ์ค์ํ๋ค. ์ค์คํ ๋์ดํธ๊ณ ์คํ ์ธ๋ฆฌ์ค๊ฐ์ ๋ฉด์ฌ์ ๋ฐฉ์ ๊ตฌ์กฐ๊ฐ ์ ์จ์์ ๋ ๋์ ์ฐ์ฑ์ ์ ์งํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ผ๋ฐ์ ์ธ ์ฌ์ฉ ์กฐ๊ฑด์์๋ ๋์ฒด๋ก ๋์ผํ ์ ๋๋ก ๋๋ ทํ ์ฒ์ด๋ฅผ ๋ณด์ด์ง ์๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ํฉ๊ธ ์ํ, ์ฉ์ ์ด์ด๋ ฅ, ํ์ค ์๋ ๋ฐ ํ๊ฒฝ์ ์ฌ์ ํ ํ๊ดด ๊ฑฐ๋์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ค.
๋ฐ๋ผ์ ์ค์จ์์ ์ธก์ ํ ์ธ์ฑ๊ฐ์ ์ํ ์จ๋์ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์๋์ผ๋ก ์ ์ฉํ ์๋ ์๋ค. ๊ท ์ด ๊ตฌ๋๋ ฅ๋ ํจ๊ป ๊ณ ๋ คํด์ผ ํ๋ค. NASA-HDBK-5010 ์ 2๊ถ์ ์ค์ ๊ท ์ด์ ๊ฐ์ง ํ์ Mode I ์๋ ฅํ๋๊ณ์๋ฅผ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ๋ํ๋ธ๋ค.
์ฌ๊ธฐ์ ๋ ๊ท ์ด ํฌ๊ธฐ, ๋ ์ธ๊ฐ ์๋ ฅ, ๋ ํ์ ๋ณด์ ๊ณ์์ด๋ค. ์ด ์์๋ ์จ๋๊ฐ ๋ช ์์ ์ผ๋ก ๋ํ๋์ง ์์ง๋ง, ์จ๋๋ ์ ๋น๊ต๋๋ ์ฌ๋ฃ์ ์ ํญ์ ๋ณํ์ํจ๋ค. ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๋ ์จ๋์์ ๋์ผํ ๊ณต์นญ ์๋ ฅ๊ณผ ๊ท ์ด ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๊ฒฝํํ๋ฉด์๋ ํ๊ดด์ ๋ํ ์ฌ์ ๋๋ ํฌ๊ฒ ๋ค๋ฅผ ์ ์๋ค.
์จ๋์ ์ํฅ์ ํ์ค ์๋์๋ ๋ฏผ๊ฐํ๋ค. ๋ ๋น ๋ฅธ ํ์ค์ ์์ฑ ๋ณํ์ผ๋ก ์๋ ฅ์ ์ํํ ์๊ฐ์ด ์ค์ด๋ค๊ฒ ํ๋ฉฐ, ๊ฒ๋ณด๊ธฐ ์ฒ์ด ๊ฑฐ๋์ ๋ ๋์ ์จ๋ ์ชฝ์ผ๋ก ์ด๋์ํฌ ์ ์๋ค. ๊ตฌ์ ์ญ์ ์ ์ฌํ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ค. ๋๊บผ์ด ๋จ๋ฉด, ๊น์ ๊ท ์ด, ๋ ์นด๋ก์ด ๊ท ์ด ์ ๋จ ๋ฐ ๊ตฌ์๋ ์ฉ์ ์์ธ๋ ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ๋ณํ์ ์ต์ ํ๋ฏ๋ก, ์๊ณ ์์ ๊ท ์ด์ ๊ฐ์ง ์ํํธ์์ ์์๋๋ ๊ฒ๋ณด๋ค ๋ฒฝ๊ฐ ํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ๊ธฐ ์ฌ์์ง๋ค.
์๊ณ CTOD ๋ฐ ์ฒ์ด์ ๋ฏผ๊ฐํ ๊ฐ์ฌ
๊ท ์ด ์ ๋จ ๊ฐ๊ตฌ ๋ณ์, ์ฆ CTOD ๋ ๊ท ์ด ์ ๋จ ๋ถ๊ทผ์ ๋ณํ๊ณผ ๊ด๋ จ๋ ๊ฐ๊ตฌ ๋ณ์๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค. ์๊ณ CTOD๋ ์ผ๋ฐ์ ์ธ ๊ฐ์ข ๋ฑ๊ธ ํ๊ธฐ๊ฐ ์๋๋ค. ์ด๋ ํน์ ํ ํ๊ดด ์ฌ๊ฑด, ์ํ ํ์, ์จ๋, ํ์ค ์๋ ๋ฐ ๊ท ์ด ์์น์ ์ฐ๊ณ๋ ์ธก์ ๊ฐ์ด๋ค.
ASTM E1290์ ์ง์ ๋ ๊ท ์ด ์ฐ์ฅ ์ฌ๊ฑด์์์ ์๊ณ CTOD๋ฅผ ๋ค๋ฃจ๋ฉฐ, ์จ๋๊ฐ ๋ฎ์์ง์ ๋ฐ๋ผ ์ฐ์ฑ-์ทจ์ฑ ์ฒ์ด๋ฅผ ๊ฒช๋ ๊ธ์ ์ฌ๋ฃ์ ํนํ ๊ด๋ จ๋๋ค. ํด๋น ์ฌ๊ฑด์ ์ ์ฐจ์ ํด์์ ๋ฐ๋ผ ์์ ์ ์ธ ์ฐข๊น์ ๊ฐ์, ๊ท์ ๋ ์์ ๊ท ์ด ์ฐ์ฅ ๋๋ ๋ถ์์ ํ๊ดด๋ฅผ ํฌํจํ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ณด๊ณ ๋ ์๋ ํด๋น ์ฌ๊ฑด์ ์ ์๊ฐ ํ์ํ๋ฉฐ, ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์ฌ๊ฑด์ ๊ด๋ จ๋ ๊ฐ๋ค์ ์ํธ ๊ตํ ๊ฐ๋ฅํ ๊ฒ์ผ๋ก ์ทจ๊ธํด์๋ ์ ๋๋ค.
๋ ๋์ ์จ๋์์ ํ๋ผ์ดํธ๊ณ ๊ฐ์ ์๋นํ ๊ท ์ด ์ ๋จ ๋ฌด๋ค์ ๋ณด์ธ ๋ค ์์ ์ ์ธ ์ฐ์ฑ ์ฐข๊น์ด ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค. ์ด ๊ฒฝ์ฐ CTOD๋ ๊ท ์ด์ด ์ฐ์ฅ๋จ์ ๋ฐ๋ผ ์ฆ๊ฐํ๋ ํ๊ดด ์ ํญ์ ๊ธฐ๋กํ๋ ์ ํญ๊ณก์ ๊ณผ ํจ๊ป ํด์ํ ์ ์๋ค. ๋ ๋ฎ์ ์จ๋์์๋ ๋์ผํ ๊ฐ์ฌ๊ฐ ๋ฒฝ๊ฐ ํ๊ดด ์ ์ ์์ ์ ์ธ ๊ท ์ด ์ฐ์ฅ์ ๊ฑฐ์ ๋ณด์ด์ง ์์ ์ ์๋ค. ๊ด๋ จ CTOD๋ ๊ธ๊ฒฉํ ๋ฎ์์ง ์ ์์ผ๋ฉฐ, ๋จ์ผ ์ ๊ฐ๋ง์ผ๋ก๋ ์ฐข๊น ์ง๋ฐฐ ๊ฑฐ๋์์ ๋ฒฝ๊ฐ ์ง๋ฐฐ ํ๊ดด๋ก์ ๋ณํ๋ฅผ ํ์ ํ๊ธฐ ์ด๋ ค์ธ ์ ์๋ค.
ASTM E1820์ , ๋ฐ CTOD๋ฅผ ์ฌ์ฉํ Mode I ํ๊ฐ๋ฅผ ์ ๊ฐ ๋๋ ์ ํญ๊ณก์ ์ ํํ๋ก ํ์ฉํ๋ค. ISO 12135:2021 ์ญ์ ํผ๋ก ์๋น๊ท ์ด์ ๋์ ํ ๊ท ์ง ๊ธ์ ์ํํธ์ ๋ํด ์๋ ฅํ๋๊ณ์, CTOD , -์ ๋ถ ๋ฐ ์ ํญ๊ณก์ ์ ์ฌ์ฉํ๋ ์ค์ ์ ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๊ท์ ํ๋ค. ์ด๋ฌํ ๋งค๊ฐ๋ณ์๋ค์ ์๋ก ๊ด๋ จ๋ ๊ท ์ด ์ ๋จ ๊ฑฐ๋์ ๋ํ๋ด์ง๋ง ์์น์ ์ผ๋ก ์ํธ ๊ตํํ ์ ์๋ ๊ฒ์ ์๋๋ค. ๋ ์ฃผ๋ก ํ์ฑ์ฅ์ ์ ํฉํ๊ณ , ์๋นํ ์์ฑ์ด ๋ฐ์ํ๋ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ CTOD๊ฐ ๋ ์ ์ฉํ๋ค.
์ด ๊ตฌ๋ถ์ ์ฉ์ ๊ฐ์ฌ์์ ํ์์ ์ด๋ค. ISO 15653:2018์ ์ฉ์ ๊ธ์ ๋๋ ์ด์ํฅ๋ถ์ ํผ๋ก ๊ท ์ด์ ์์น์ํจ ์ฉ์ ๋ถ ํ๊ดด์ธ์ฑ ์ํ์ ๋ค๋ฃจ๋ฉฐ, , CTOD ๋ฐ -์ ๋ถ์ ์คํ์ ๋ฑ๊ฐ๋์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ฉ์ ๋ถ์๋ ์กฐ๋ฆฝ ๊ฒฐ์ ๋ฆฝ ์ด์ํฅ๋ถ ์ฌ๋ฃ, ๊ฐ์ฌ๋ฌผ, ์๋ฅ์๋ ฅ, ๊ฒฝ๋ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ฐ ๊ตญ๋ถ ์ทจ์ฑ ์์ญ์ด ์กด์ฌํ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ ์ฌ๋ฃ๊ฐ ๋์ผํ ๊ณต์นญ ๊ฐ์ฌ ๋ช ์นญ์ ๊ฐ๋๋ผ๋ ์ฉ์ ๋ถ์ CTOD ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๋ชจ์ฌ ํ์ฌ์ ๊ฒฐ๊ณผ์ ํฌ๊ฒ ๋ค๋ฅผ ์ ์๋ค.
ํ์ฑ-์์ฑ ๋ฐ ๋์ ํ๊ดด
์ ํํ์ฑ ํ๊ดด์ญํ์ ๊ท ์ด ์ ๋จ ์์ฑ ์์ญ์ด ์ํํธ ์น์ ๋ฐ ๊ด๋ จ ๊ท ์ด ํ์์ ๋นํด ์ถฉ๋ถํ ์๊ฒ ์ ์ง๋๋ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ ์ฉ๋๋ค. ASTM E399-24๋ ์ด๋ฌํ ๊ทผ๊ฑฐ์ ๋ฐ๋ผ ํผ๋ก ์๋น๊ท ์ด์ ๋์ ํ ๊ธ์ ์ํํธ์์ ์ฃผ๋ก ์ ํํ์ฑ ์ํ์ธ ํ๋ฉด๋ณํ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ค. ์ ํจ์ฑ ์๊ฑด์ ์ค์ํ๋ค. ์ํ์์ ๊นจ๋ํด ๋ณด์ด๋ ํ๋ฉด์ด ํ์ฑ๋์๋๋ผ๋ ๊ทธ ์๊ฑด์ ์ถฉ์กฑํ์ง ๋ชปํ ๊ฐ์ ์ ํจํ ํ๋ฉด๋ณํ ๊ฐ ์๋๋ค.
์์ฑ์ด ์๋นํ ๊ฒฝ์ฐ ๊ท ์ด ์ ๋จ์ฅ์ ํ๋์ ํ์ฑ ์๋ ฅํ๋๊ฐ๋ง์ผ๋ก ์ถฉ๋ถํ ๋ํ๋ผ ์ ์๋ค. -์ ๋ถ, CTOD ๋ฐ ์ ํญ๊ณก์ ์ ํ์ฑ-์์ฑ ๋ณํ๊ณผ ์์ ์ ์ธ ๊ท ์ด ์ฑ์ฅ์ ํฌ์ฐฉํ ์ ์์ง๋ง, ๊ทธ ํด์์ ์ฌ์ ํ ๊ตฌ์ ์กฐ๊ฑด๊ณผ ์ํํธ ํฌ๊ธฐ์ ์ข์ฐ๋๋ค. ๋ถ๊ท ์ผ ํญ๋ณต์ ๋๊ป ๋ฐฉํฅ๊ณผ ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ๋ฐ๋ผ ๊ตฌ๋ฐฐ๋ฅผ ํ์ฑํ๋ค. ๊ตญ๋ถ ๋ณํ์ ํ ์์ญ์ ์ง์ค๋๋ ๋ฐ๋ฉด ๋ค๋ฅธ ์์ญ์ ๋๋ถ๋ถ ํ์ฑ ์ํ๋ก ๋จ์ ์ ์๋ค.
NIST๊ฐ 2008๋ ์ ์ ์ํ ๊ฐ์ฌ์ ๋์ ํ๊ดด์ ๊ดํ ์ค๋ช ์ ๋ถ๊ท ์ผํ ๊ท ์ด ์ ๋จ ์์ฑ๊ณผ ๋ณต์กํ ์๋ ฅ-๋ณํ๋ฅ ๋ถํฌ๊ฐ ๋ถ์์ ๊ท ์ด ์ ํ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ๊ฒฝ์ฐ์ ํ์ฑ-์์ฑ ํ๊ดด์ธ์ฑ ์ํ์ด ํ์ํ ์ด์ ๋ฅผ ์ค๋ช ํ๋ค. ์ถฉ๊ฒฉ ๋๋ ๊ธ๊ฒฉํ ์ฆ๊ฐํ๋ ํ์ค ์กฐ๊ฑด์์๋ ์์ฑ ์ ๋, ํ๋ ์ ํ, ๊ด์ฑ ๋ฐ ๊ท ์ด ์๋๊ฐ ์ํธ์์ฉํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ์๋ต์ด ์ค์ ์ ์ํ๊ณผ ๋ค๋ฅผ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ ์ ์ธ์ฑ ๋ฐ์ดํฐ๋ ์ค์ ์ฌ๊ฑด ์ค ์ด์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ์ ํญ์ ๊ณผ๋ํ๊ฐํ๊ฑฐ๋ ๊ณผ์ํ๊ฐํ ์ ์๋ค.
๊ทธ๋ฌ๋ฏ๋ก ์๋ฏธ ์๋ ๋ชจ๋ ์ธ์ฑ ๊ฒฐ๊ณผ์๋ ๋งค๊ฐ๋ณ์์ ํ์ค, ์จ๋, ํ์ค ์๋, ์ํํธ ํ์, ๋๊ป ๋ฐ ๊ตฌ์ ์กฐ๊ฑด, ๊ท ์ด ๋ฐฉํฅ๊ณผ ์์น, ํด๋น๋๋ ๊ฒฝ์ฐ ์ฉ์ ์ํ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ ํจ์ฑ ํ๊ณ๋ฅผ ๋ช ์ํด์ผ ํ๋ค. ์ด๋ฌํ ์ธ๋ถ ์ ๋ณด๊ฐ ์์ผ๋ฉด โ๊ฐ์ฌ์ ์ธ์ฑโ์ด๋ผ๋ ํํ์ ๋ถ์์ ํ ์ง์ ์ด๋ค.
์ฉ์ ๋ถ, ์ด์ํฅ๋ถ ๋ฐ ๊ตญ๋ถ ๊ท ์ด ์ ๋จ ์ฑ๋ฅ
์ฉ์ ๋ ๊ฐ ๋ถํ์ ํ๋์ ์๋์ ์ผ๋ก ์ด์ ๊ฐ๋ฅํ ์ธ์ฑ๊ฐ์ ๊ฐ์ง ์๋๋ค. ๋ชจ์ฌ ํ, ์ฉ์ ๊ธ์, ์ฉ์ต ๊ฒฝ๊ณ ๋ฐ ์ด์ํฅ๋ถ(HAZ)๋ ์กฐ์ฑ, ๊ฒฐ์ ๋ฆฝ ๊ตฌ์กฐ, ์๋ฅ์๋ ฅ ๋ฐ ๊ท ์ด ์ ๋จ ๊ตฌ์ ์ํ๊ฐ ์๋ก ๋ค๋ฅผ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํ์ฌ์์ ์ป์ ์ธ์ฑ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๊ท ์ด ์์น, ์ฉ์ ์ ์ฐจ, ์ด ์ด๋ ฅ ๋ฐ ์ํ ์กฐ๊ฑด์ด ๋ํ์ฑ์ ๊ฐ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์ ์ฆ๋์ง ์๋ ํ ์ฉ์ ์ด์๋ถ์ ์ ํฉ์ฑ์ ์ ์ฆํ ์ ์๋ค.
์ฉ์ ๋ถ ํ๊ดด์ธ์ฑ์ ์ํ ISO 15653:2018
ISO 15653:2018์ ์๋ ฅํ๋๊ณ์ , ๊ท ์ด ์ ๋จ ๊ฐ๊ตฌ๋ณ์ (CTOD), ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์คํ์ ์ผ๋ก ๊ฒฐ์ ๋ J ์ ๋ถ์ ๋ฑ๊ฐ๊ฐ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ฉ์ ๋ ๊ธ์ ๋ถํ์ ์ํํ๋ ํ๊ดด์ธ์ฑ ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๊ท์ ํ๋ค. ์ด๋ฌํ ๋งค๊ฐ๋ณ์๋ ๊ท ์ด ์ ๋จ ๊ฑฐ๋์ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์ธก๋ฉด์ ๋ํ๋ธ๋ค. ๋ ๋ณํ์ด ์ถฉ๋ถํ ํ์ฑ ๋ฒ์์ ์๊ณ ์๊ท๋ชจ ์์ฑ ์กฐ๊ฑด์ด ์ ์ฉ๋ ๋ ๊ฐ์ฅ ์ ํฉํ๋ค. CTOD๋ ํ์์ฑ ๊ท ์ด ์ ๋จ ๋ณํ๊ณผ ๊ด๋ จ๋ ๊ฐ๊ตฌ๋ณ์๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค. J๋ ๊ท ์ด ์ง์ ์ ์ด์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ์๋์ง๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ฉฐ, ์ ํจํ ์ ํํ์ฑ ํด์์ ์ ์ฉํ๊ธฐ์๋ ์์ฑ์ด ์ง๋์น๊ฒ ํฐ ๊ฒฝ์ฐ ์ ์ฉํ๋ค.
์ด ํ์ค์ ๋จ์ํ ์ฉ์ ๋ฑ๊ธ๋ณ ์ธ์ฑ๊ฐ์ ํ๋ก ์ ์ํ๋ ๋ฌธ์๊ฐ ์๋๋ค. ํน์ ์ฉ์ ์์ญ์ ํผ๋ก๊ท ์ด์ด ์๋์ ์ผ๋ก ์์นํ๋๋ก ์ํํธ์ ์ ์ํ๊ณ ์ํํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ ๊ณตํ๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ท ์ด ๋ฐฐ์น๋ ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ผ๋ถ์ด๋ค. ๊ท ์ด์ด ์ฉ์ฐฉ๋ ์ฉ์ ๊ธ์์ ์๋ ์ํํธ์ ๊ท ์ด์ด HAZ๋ฅผ ๋ฐ๋ผ ์งํํ๊ฑฐ๋ ์ฉ์ต ๊ฒฝ๊ณ๋ฅผ ํฌํจํ๋๋ก ๋ฐฐ์น๋ ์ํํธ๊ณผ๋ ๋ค๋ฅธ ์ง๋ฌธ์ ๋ตํ๋ค.
์ด๋ฌํ ๊ตฌ๋ณ์ด ์ค์ํ ์ด์ ๋ ๋ณด๊ณ ๋ CTOD ๋๋ J ๊ฐ์ด ์ํ ์จ๋, ํ์ค ์๋, ์ํํธ ํ์, ๊ท ์ด ๋ฐฉํฅ, ๊ท ์ด ์์น ๋ฐ ์ ํจ์ฑ ํ๊ฐ์ ํจ๊ป ์ ์๋ ๋์๋ง ์๋ฏธ๋ฅผ ๊ฐ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ํ ๊ฐ์ง ์ ์ฐจ๋ก ์ป์ ์ฉ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋์ผํ ๋ช ๋ชฉ์ ๊ฐ์ฌ ์ง์ ์ผ๋ก ์ ์๋ ๋ชจ๋ ์ด์๋ถ์ ์๋์ผ๋ก ์ ์ฉํ ์๋ ์๋ค. ์ ์ด๋, ์ธต๊ฐ ์จ๋, ์ฐจํ ์กฐ๊ฑด, ์ฉ์ ์๋ชจ์ฌ, ํจ์ค ์์, ๊ตฌ์ ์ํ, ์ฉ์ ํ ์ด์ฒ๋ฆฌ ๋ฐ ๋ณด์์ฉ์ ์ ๋ชจ๋ ๊ตญ๋ถ์ ์ธ ๊ท ์ด ์ ๋จ ์๋ต์ ๋ณํ์ํฌ ์ ์๋ค.
๋ฐ๋ผ์ ISO 15653:2018์ ๊ท ์ง ๊ธ์์ ์ฌ์ฉ๋๋ ์ผ๋ฐ ํ๊ดด ํ์ค๊ณผ ํจ๊ป ํด์ํด์ผ ํ๋ค. ISO 12135:2021์ , , J ๋ฐ ์ ํญ๊ณก์ ์ ๊ธฐ์ดํ ์ค์ ์ ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ค๋ฃจ๋ฉฐ, ASTM E1820์ , J ๋ฐ CTOD๋ฅผ ํตํด ๋ชจ๋ I ๊ฑฐ๋์ ํ๊ฐํ๊ณ , ์ ๊ฐ๊ณผ ๊ท ์ด์ฑ์ฅ ์ ํญ๊ณก์ ์ ๋ชจ๋ ํฌํจํ๋ค. ์ด๋ฌํ ๋ฐฉ๋ฒ์ด , J ๋ฐ CTOD๋ฅผ ์๋ก ๋์ฒด ๊ฐ๋ฅํ ๊ฐ์ผ๋ก ๋ง๋ค์ด ์ฃผ๋ ๊ฒ์ ์๋๋ค. ํน์ ๊ท ์ด ์ฐ์ฅ ์ฌ๊ฑด์์์ ์๊ณ CTOD๋ , ๋๋ R-๊ณก์ ๊ณผ ๋์ผํ ๋ฌผ์ฑ์ด ์๋๋ค.

์ฉ์ ๊ธ์๊ณผ ์ด์ํฅ๋ถ
์ฉ์ ๊ธ์์ ์ฉ์ต ํ์์ ์๊ณ ํ๋ฉฐ, ์ฃผ์ ๊ฒฐ์ ๋ฆฝ, ํธ์ ๋ฐด๋, ๊ฐ์ฌ๋ฌผ ๋ฐ ํ์ ํจ์ค์ ์ํด ์ฌ๊ฐ์ด๋ ์์ญ์ ํฌํจํ ์ ์๋ค. ์ฉ์ ๊ธ์์ ์ธ์ฑ์ ๋ชจ์ฌ ํ์ ๋ช ๋ชฉ์ ์ง์ ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ์ฉ์ฐฉ๋ ์กฐ์ฑ๊ณผ ์ฉ์ ์ด ์ฌ์ดํด์ ๋ฐ๋ผ ๋ฌ๋ผ์ง๋ค. ์์ ๊ด๋ฆฌ, ๋๊ฐ ์๋, ํฌ์ ๋ฐ ์ฉ์ ์๋ชจ์ฌ์ ํํ ์กฐ์ฑ์ ์์ฑ๋๋ ๋ฏธ์ธ์กฐ์ง๊ณผ ๋ฒฝ๊ฐํ๊ดด ๋๋ ์ฐ์ฑ ์ฐข๊น์ด ๋ฐ์ํ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ์ํฅ์ ์ค ์ ์๋ค.
์ด์ํฅ๋ถ(HAZ) ์ฉ์ ์ด์ ์ํด ๋ฏธ์ธ์กฐ์ง๊ณผ ํน์ฑ์ด ๋ณํ์ง๋ง ์ฉ์ต๋์ง๋ ์์, ์ฉ์ ๋ถ ์ธ์ ๋ชจ์ฌ์ ์์ญ.
HAZ ์ญ์ ํ๋์ ๋จ์ผ ์ฌ๋ฃ๊ฐ ์๋๋ค. ์ฉ์ต ๊ฒฝ๊ณ์์ ๋ฐ๊นฅ์ชฝ์ผ๋ก ์ด๋ํ๋ฉด ์กฐ๋ฆฝ๋ฆฝ ์์ญ, ์ธ๋ฆฝ ์์ญ, ์ด์๋ณํ ์์ญ ๋ฐ ์์๊ณ ์์ญ์ด ํฌํจ๋ ์ ์๋ค. ์กฐ๋ฆฝ๋ฆฝ HAZ์์๋ ์ต๊ณ ์จ๋๊ฐ ๊ฒฐ์ ๋ฆฝ ์ฑ์ฅ์ ์ด์งํ๊ณ ์ดํ ๋๊ฐ ๊ณผ์ ์์ ๋ถ๋ฆฌํ ๋ณํ ์กฐ์ง์ด ํ์ฑ๋ ๊ฒฝ์ฐ ์ธ์ฑ์ด ์ ํ๋ ์ ์๋ค. ์ธ๋ฆฝ ์์ญ์ ๋ค๋ฅด๊ฒ ๋ฐ์ํ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ์ด์๋ณํ ์์ญ์๋ ๋ณํ๋ ์์ญ๊ณผ ๋ณํ๋์ง ์์ ์์ญ์ด ํผ์ฌํ ์ ์๋ค. ๊ตญ๋ถ์ ์ธ ์ต์ ์ธ์ฑ์ ๋๊ฒ ๋ฐฐ์น๋ ํผ๋ก๊ท ์ด์ด ์ค์ ๋ก ํต๊ณผํ์ง ๋ชปํ๋ ์ข์ ๋ฐด๋์์ ๋ํ๋ ์ ์๋ค.
๋ฐ๋ผ์ ํผ๋ก๊ท ์ด์ ๋ฐฐ์น๋ ๊ฒฐ์ ์ ์ด๋ค. ์ฉ์ ๊ธ์ ์ค์์ ์์นํ ๊ท ์ด์ ์ฃผ๋ก ์ฉ์ฐฉ๊ธ์๊ณผ ๊ทธ ๊ตญ๋ถ ๊ฒฐํจ์ ์ธก์ ํ๋ค. HAZ์ ๋ฐฐ์น๋ ๊ท ์ด์ ํผ๋ก ์๋น๊ท ์ด์ด ์๋ํ ์์น์ ์ ์ง๋๋ ๊ฒฝ์ฐ ์ ํ๋ ์ด์ ํ์ ์์ญ์ ์ธก์ ํ๋ค. ์ฉ์ต ๊ฒฝ๊ณ๋ฅผ ๋ฐ๋ผ ์งํํ๋๋ก ๋ฐฐ์น๋ ๊ท ์ด์ ์กฐ์ฑ, ๊ฒฐ์ ๋ฆฝ ๋ฐฉํฅ, ๊ฒฝ๋ ๋ฐ ๋ณํ ๊ฑฐ๋์ด ๊ธ๊ฒฉํ ๋ณํ๋ ๊ณ๋ฉด์ ์กฐ์ฌํ๋ค. ๋ ธ์น ์ ๋ ฌ์ ์์ ํธ์ฐจ๋ง์ผ๋ก๋ ๊ท ์ด์ด ๋ค๋ฅธ ์์ญ์ผ๋ก ์ด๋ํ์ฌ ๊ฒ๋ณด๊ธฐ ์ธ์ฑ์ด ๋ฌ๋ผ์ง ์ ์๋ค.
์ํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ์ํ์ด ํ๊ดด ๊ฐ์๋ฅผ ๊ธฐ๋กํ๋์ง, ์๋๋ฉด ์์ ์ ์ธ ๊ท ์ด ์ฑ์ฅ์ ๊ธฐ๋กํ๋์ง์ ๋ฐ๋ผ์๋ ๋ฌ๋ผ์ง ์ ์๋ค. ํ ์ฉ์ ์์ญ์ ์ด๊ธฐ ๋ฒฝ๊ฐํ๊ดด์๋ ์ ํญํ๋ฉด์๋ ๊ท ์ด ์ฐ์ฅ์ด ์์๋ ํ์๋ ๋น ๋ฅธ ์ฐ์ฑ ์ฐข๊น์ ๋ณด์ผ ์ ์๋ค. ๋ค๋ฅธ ์์ญ์ ์์ ์ ์ธ ๊ท ์ด ์ฑ์ฅ์ ์ ์งํ๋ฉด์๋ ๋ฎ์ ๊ฐ์๊ฐ์์ ํ๊ดด๋ ์ ์๋ค. ์ ํญ๊ณก์ ๋ฐ์ดํฐ๋ ๋จ์ผ ์๊ณ์ ๋ณด๋ค ์ด๋ฌํ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ ๋ช ํํ๊ฒ ๋๋ฌ๋ผ ์ ์๋ค.
๋ฏธ์ธ์กฐ์ง, ์๋ฅ์๋ ฅ ๋ฐ ๊ท ์ด ๋ฐฐ์น
์ฉ์ ์๋ฅ์๋ ฅ์ ๊ท ์ด์์์ ์ด๊ธฐ ์๋ ฅ ์ํ๋ฅผ ๋ณํ์ํจ๋ค. ์ธ์ฅ ์๋ฅ์๋ ฅ์ ์ธ๋ถ์์ ๊ฐํด์ง๋ ๊ณต์นญ์๋ ฅ์ด ํฌ์ง ์๋๋ผ๋ ๊ฒฐํจ์์์ ์ ํจ ๊ฐ๊ตฌ ํ์ค์ ์ฆ๊ฐ์ํฌ ์ ์๋ค. ๋ํ ํผ๋ก ์๋น๊ท ์ด์ ์ฑ์ฅ์ ๋ณํ์ํค๊ณ , ๋๊บผ์ด ํ, ๊ฐ์ฑ์ด ํฐ ๋ณด์๋ถ ๋๋ ์ธ์ ์ฉ์ ๋ถ๊ฐ ๋ถ๊ณผํ๋ ๊ตฌ์ ์ํ์ ์ํธ์์ฉํ ์ ์๋ค. ์๋ ฅ ์ ๊ฑฐ, ์ฌ์ฉ ์ค ์๋ ฅ ์ฌ๋ถํฌ ๋ฐ ๊ตญ๋ถ ํญ๋ณต์ ํด์์ ๋ณต์กํ๊ฒ ๋ง๋ค์ง๋ง, ํ๊ฐ ๊ณผ์ ์์ ์๋ฅ์๋ ฅ์ ๋ฌด์ํ ๊ทผ๊ฑฐ๊ฐ ๋์ง๋ ์๋๋ค.
๊ตญ๋ถ ๊ตฌ์ ์ญ์ ์ค์ํ๋ค. ๋์ผํ ๋ช ๋ชฉ์ ๊ฐ์ฌ๋ผ๋ ์์ ์ํํธ, ๋๊บผ์ด ๊ตฌ์ ์ด์๋ถ ๋ฐ ๊ตฌ์์ฑ์ด ๋งค์ฐ ํฐ 3์ถ ์๋ ฅ ๊ตฌ์กฐ ์์ธ๋ถ์์๋ ๊ท ์ด ์ ๋จ ๊ฑฐ๋์ด ๋ค๋ฅด๊ฒ ๋ํ๋ ์ ์๋ค. ์ ํํ์ฑ ๊ด์ ์์ NASA-HDBK-5010 ์ 2๊ถ์ ์ค์ ๊ท ์ด ํ์ ๋ํด ํ์์ ๋ํ๋ด๋ ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ฅผ ์ ์ํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ฉ์ ์ ํ์ ์ด์์ ๊ฒ์ ๋ณํ์ํจ๋ค. ์ํํธ ์ ์ฒด์์ ํ์ฑ๊ณ์, ํญ๋ณต ๊ฑฐ๋, ์ด์๋ ฅ ๋ฐ ๊ท ์ด ์ ๋จ ํ์์ด ๋ฌ๋ผ์ง ์ ์๋ค.
๊ฐ์ฌ๋ฌผ๊ณผ ์ตํฉ๋ถ๋ ๊ฒฐํจ์ ๊ตญ๋ถ ์๋ ฅ์ง์ค์์ผ๋ก ์์ฉํ๊ฑฐ๋ ์ฃผ๊ท ์ด ์์์ ๋ฏธ์ธ๊ณต๊ทน์ ๋ฐ์์ํฌ ์ ์๋ค. ์ฉ์ต ๊ฒฝ๊ณ์์๋ ๊ฒฐ์ ํ์ ๋ณํ์ ๋ณํ ๋ถ์ผ์น๊ฐ ๊ตญ๋ถ ๊ตฌ์์ ์ฆ๋์ํฌ ์ ์๋ค. ํนํ ๊ท ์ด์ด ๋ ๊ฐํ๊ฑฐ๋ ๋ ์ฝํ ์ธ์ ์์ญ๊ณผ ๋ง๋๋ ๊ฒฝ์ฐ, ์ด๋ฌํ ํจ๊ณผ๋ก ์ธํด ๊ท ์ด์ด ์๋ํ ์์ญ์ ๋ฒ์ด๋๋ ํ๊ดด ๊ฒฝ๋ก๊ฐ ํ์ฑ๋ ์ ์๋ค.
๋ฐ๋ผ์ ์ ๋ขฐ์ฑ ์๋ ์ฉ์ ๋ถ ์ธ์ฑ ํด์์์๋ ์ฉ์ ์ ์ฐจ, ์ฉ์ ์์น, ๊ท ์ด ๋ฐฉํฅ, ์จ๋, ํ์ค ๋ชจ๋, ์ํํธ ์น์ ๋ฐ ํ๊ดด ์ฌ๊ฑด์ ๋ช ํํ ์ ์ํด์ผ ํ๋ค. ์ด๋ฌํ ์ ๋ณด๊ฐ ์์ผ๋ฉด ์์น ๊ฒฐ๊ณผ๋ ์ํ๋ ํ๋์ ๊ตญ๋ถ ๊ตฌ์ฑ๋ง์ ์ค๋ช ํ ๋ฟ์ด๋ฉฐ, ํด๋น ๋ชจ์ฌ๋ก ์ ์๋ ๋ชจ๋ ์ฉ์ ๋ถ๋ฅผ ์ค๋ช ํ์ง๋ ์๋๋ค.
ํผ๋ก ๊ท ์ด ์ฑ์ฅ๊ณผ ฮK์ ์ญํ

๋ฐ๋ณต ํ์ค์์ ์๊ณ ํ๊ดด๊น์ง
๊ฐ์ฒ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์ฆ๊ฐ์ ์ธ ํ๊ดด๋ฅผ ๊ฒช์ง ์๊ณ ๋ ์์ฒ ๋ฒ ๋๋ ์๋ฐฑ๋ง ๋ฒ์ ํ์ค ์ฌ์ดํด ๋์ ๊ท ์ด์ ๊ฒฌ๋ ์ ์๋ค. ๊ทธ๋ ๋ค๊ณ ํด์ ๊ท ์ด์ด ๋ฌดํดํ๋ค๋ ์๋ฏธ๋ ์๋๋ค. ๊ฐ๊ฐ์ ์ธ์ฅ ํ์ค ์ฌ์ดํด์ ๊ท ์ด์ ์๋์ฉ ์ง์ ์์ผ ์์ฌ ๋ฆฌ๊ฐ๋จผํธ๋ฅผ ์ ์ฐจ ๊ฐ์์ํค๊ณ ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ์๋ ฅํ๋๊ณ์๋ฅผ ์ฆ๊ฐ์ํฌ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํผ๋ก ๊ท ์ด ์ฑ์ฅ์ ์์๊ณ ๊ณผ์ ์ด๋ฉฐ, ์ต์ข ํ๊ดด๋ ์ต๋ ์ ์ฉ ํ์ค์์์ ๊ท ์ด ์ ๋จ ์กฐ๊ฑด์ ์ํด ์ง๋ฐฐ๋๋ ๋ณ๊ฐ์ ์ฌ๊ฑด์ด๋ค.
์ด๋ฌํ ๊ตฌ๋ถ์ A. A. Griffith๊ฐ ํ๋ฆฝํ๊ณ G. R. Irwin์ด ํ์ฅํ ์ฒด๊ณ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฒ์ด๋ค. Griffith์ ์๋์ง ๊ธฐ์ค์ ๊ท ์ด ์ง์ ์ด ์๋์ง ์ธก๋ฉด์์ ์ ๋ฆฌํด์ง๋ ์กฐ๊ฑด์ ์ค๋ช ํ๋ฉฐ, Irwin์ ์๋ ฅํ๋๊ณ์ ๊ณต์์ ์ ์ฉ ํ์ค, ๊ท ์ด ํ์ ๋ฐ ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ์๋ ฅ์ฅ์ ์๋ก ์ฐ๊ด์ํจ๋ค. ์ค์์ ๊ท ์ด์ด ์๋ ํ์ ๋ํด NASA-HDBK-5010, Volume 2๋ Mode I ๊ด๊ณ์์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ์ ์ํ๋ค.
์ฌ๊ธฐ์ ๋ ์๋ ฅํ๋๊ณ์, ๋ ํ์ ๋ณด์ ๊ณ์, ๋ ์ ์ฉ ๊ณต์นญ์๋ ฅ, ๋ ํด๋น ๋ชจ๋ธ์์ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ท ์ด ์น์์ด๋ค. ๊ท ์ด์ ํ์, ์์น, ์์ ํ๋ฉด, ๋๊ป ๋๋ ๊ตฌ์กฐ ํ์์ด ๋ฌ๋ผ์ง๋ฉด ๋์ผํ ๊ณต์นญ์๋ ฅ์์๋ ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฌ๋ผ์ง๋ค.
๋ฐ๋ณต ํ์ค ์ค์๋ ์ต๋ ๊ฐ์ด ์ ์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ํ๊ดด์ธ์ฑ ํ๊ณ๋ณด๋ค ๋ฎ์ ์ํ์์๋ ๊ท ์ด์ด ์ฑ์ฅํ ์ ์๋ค. ๊ท ์ด์ด ์ถฉ๋ถํ ์ปค์ง๊ฑฐ๋ ์ ์ฉ ์๋ ฅ์ด ์ถฉ๋ถํ ์ฆ๊ฐํ๋ฉด ์ต๋ ํ์ค ์กฐ๊ฑด์ด , ์๊ณ CTOD ๋๋ J ๊ธฐ๋ฐ ํ๊ดด ๊ธฐ์ค๊ณผ ๊ฐ์ ์๊ณ๊ฐ์ ๋๋ฌํ ์ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ฉด ๋ถ์์ ์ ํ๊ฐ ๋ค๋ฐ๋ฅผ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์๊ณ ์ดํ์์ ๋ฐ๋ณต์ ์ธ ์ฌ์ฉ ํ์ค์ ๊ฒฌ๋๋ฉด์๋ ๊ท ์ด ์ง์ ์ ๊ณ์ ๋์ ํ ์ ์๋ค. โ ์ดํโ๋ โ์์์ด ์์โ๊ณผ ๋์ผํ ์๋ฏธ๊ฐ ์๋๋ค.
์ด๋ฌํ ๊ตฌ๋ถ์ ํ๊ดด์ธ์ฑ์ด ํผ๋ก ์ ํญ์ฑ๊ณผ ๋์ผํ ํน์ฑ์ด ์๋ ์ด์ ๋ ์ค๋ช ํ๋ค. ๋์ ๋ ๋ถ์์ ํ๊ดด๋ฅผ ์ง์ฐ์ํฌ ์ ์์ง๋ง, ๊ทธ ์์ฒด๋ก ํผ๋ก ๊ท ์ด ์ง์ ์๋๋ฅผ ๊ท์ ํ์ง๋ ์๋๋ค. ๋ฐ๋๋ก ๊ท ์ด ์ฑ์ฅ ํ๊ฐ๋ ์ธ์ฑ ์ํ์ ๋์ ํ ์ ์๋ค. ASTM E399-24๋ ํผ๋ก ์๋น ๊ท ์ด์ ๋์ ํ ๊ธ์ ์ํํธ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ฃผ๋ก ์ ํ ํ์ฑ ๋ฐ ํ๋ฉด ๋ณํ๋ฅ ์กฐ๊ฑด์์ ๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ฉฐ, ๊ทธ ์ ํจ์ฑ์ ์ํํธ ์น์์ ๋นํด ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ์์ฑ ์์ญ์ ์ ํํ๋ ๋ฐ ๋ฌ๋ ค ์๋ค.
ํผ๋ก ๊ตฌ๋ ๋งค๊ฐ๋ณ์๋ก์์ ฮK
์ต์ ํ์ค๊ณผ ์ต๋ ํ์ค์ ๊ฐ๋ ํ ์ฌ์ดํด์ ๋ํด Mode I ์๋ ฅํ๋๊ณ์ ๋ฒ์๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค.
NASA-HDBK-5010, Volume 2๋ ์ ์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ์ ํ ํ์ฑ ํผ๋ก ํ๊ดด ๋ชจ๋ธ์์ ๋ฐ๋ณต ๊ท ์ด ์ฑ์ฅ์ ์ง๋ฐฐํ๋ ๋งค๊ฐ๋ณ์๋ก ๋ฅผ ์ ์ํ๋ค. ์ต๋๊ฐ์ธ ๋ ๋ค๋ฅธ ๋ชฉ์ ์ ๊ฐ์ง๋ค. ์ฆ, ์๊ฐ์ ์ธ ํ๊ดด์ ๋ํ ํ๊ดด ๊ธฐ์ค๊ณผ ๋น๊ตํ์ฌ ํ์ธํ๋ ๊ฐ์ด๋ค. ํผ๋ก ์๋ช ์ ์์ธกํ ๋ ๋ง ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒ์ ์ด ๋ ๊ฐ์ง ๊ฒํ ๋ฅผ ํผ๋ํ๋ ๊ฒ์ด๋ค.
๊ณ์ฐ์๋ ๋จ์ํ ๊ณต์นญ์๋ ฅ ๋ฒ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒ์ด ์๋๋ผ ๊ท ์ด ํ์๊ณผ ํ์ค ๋ฒ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํด์ผ ํ๋ค. ์ผ์ ํ ํ์์ ์ค์ ๊ท ์ด ํ์์๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ๋ฒ์๋ฅผ ๋ํ๋ผ ์ ์๋ค.
๊ทธ๋ฌ๋ ๊ท ์ด ๊ธธ์ด, ์ ํ ํญ, ๊ฐ์ฅ์๋ฆฌ์์ ๊ทผ์ ์ฑ, ๊ตฝํ, ๊ตฌ๋ฉ, ๋ณด๊ฐ์ฌ ๋๋ ์ฉ์ ์์ธ์ ๋ฐ๋ผ ๊ฐ ๋ณํ ์ ์๋ค. ํ๋ฉด ๊ท ์ด, ๋ชจ์๋ฆฌ ๊ท ์ด, ๋ด๋ถ ๊ฒฐํจ ๋ฐ ๊ดํต ๋๊ป ๊ท ์ด์๋ ๋์ผํ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ์ ์ฉํ ์ ์๋ค. AFGROW์ 2024 ์์ ํ์ฉ์ฑ ํธ๋๋ถ ์ญ์ ํ์ค, ํ์ ๋ฐ ๊ท ์ด ์น์์ ์์กดํ๋ ์๋ ฅํ๋๊ณ์๋ฅผ ํตํด ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ์๋ต์ ์ค๋ช ํ๋ค.
ํ์ค๋น๋ ์ค์ํ๋ค. ๋ก ์ ์ํ ๋, ํ๊ท ์๋ ฅ์ด ์๋ก ๋ค๋ฅธ ๋ ์ฌ์ดํด์ ๋์ผํ ๋ฅผ ๊ฐ๋๋ผ๋ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์ฑ์ฅ ๊ฑฐ๋์ ๋ํ๋ผ ์ ์๋ค. ๊ท ์ด ํ์, ์ธ์ฅ ์๋ฅ์๋ ฅ, ๊ท ์ด ์ ๋จ ์์ฑ ๋ฐ ํ์ค ์์ ํจ๊ณผ๋ ์ ํจ ๊ตฌ๋๋ ฅ์ ๋ณํ์ํฌ ์ ์๋ค. ์์ ๋๋ ๋ฎ์ ์ฌ์ดํด์์๋ ๊ท ์ด์ด ๋ถ๋ถ์ ์ผ๋ก ๋ซํ ์ ์๋ ๋ฐ๋ฉด, ๋์ ์ฌ์ดํด์์๋ ํ์ค ์ด๋ ฅ์ ๋ ๋ง์ ๊ตฌ๊ฐ ๋์ ๊ท ์ด์ด ์ด๋ฆฐ ์ํ๋ก ์ ์ง๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํ๊ฐ์์๋ ๊ฐ์ข ์ ํ๋์ ๋ณดํธ์ ์ธ ์ฑ์ฅ๋ฅ ์ ๋ถ์ฌํ๊ธฐ๋ณด๋ค ํ์ค ์คํํธ๋ผ๊ณผ ๊ท ์ด ์ฑ์ฅ ๋ชจ๋ธ์ ๋ช ์ํด์ผ ํ๋ค.
๊ด๋ จ ํ์ค ๋ชจ๋๋ ์๋ณํด์ผ ํ๋ค. Mode I ๊ฐ๋ฐฉ์ ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ ๊ธฐ์ด๊ฐ ๋์ง๋ง, ์ ๋จ ๋ฐ ์ฐข๊น ์ฑ๋ถ์ ์ฉ์ ํ ์ฐ, ์ฉ์ ๊ฒฐํจ, ์ฒด๊ฒฐ์ฌ ๊ตฌ๋ฉ ๋ฐ ๋ณต์กํ ๊ตฌ์กฐ ์ ํฉ๋ถ์ ์ํฅ์ ์ค ์ ์๋ค. ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ์์ฑ ์์ญ์ด ์ํํธ ๋๋ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ ์น์์ ๋นํด ์์ง ์์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ J ์ ๋ถ, CTOD ๋๋ ์ ํญ๊ณก์ ๋ฐฉ๋ฒ์ด ๋ ์ ํฉํ ์ ์๋ค. ASTM E1820 ๋ฐ ISO 12135:2021์ ์ด๋ฌํ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ํ๊ดด ๋งค๊ฐ๋ณ์๋ฅผ ๋ค๋ฃจ๋ฉฐ, ๊ทธ ๊ฐ์ ์ ์ํธ ๋์ฒดํ ์ ์๋ค.
๊ฒ์ฌ ์ฃผ๊ธฐ์ ์์กด ๊ฐ๋
์์ ํ์ฉ์ฑ ํ๊ฐ๋ ๊ฐ์ ๋ ์ด๊ธฐ ๊ฒฐํจ์์ ์์ํ๋ฉฐ, ์ด ๊ฒฐํจ์ ์ ์กฐ ํ์ง, ์ฉ์ ๊ฒฐํจ ๋ฐ์ดํฐ, ๊ธฐ์กด ๊ฒ์ฌ ๋ฅ๋ ฅ ๋๋ ๊ท์ ๋ ์๊ณ ๊ฒ์ถ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐํ์ผ๋ก ์ ์ ๋๋ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ๋ง๋ค. ์ดํ ์ ์ ํ ๊ธฐ๋ฐ ๋ชจ๋ธ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ฌ์ฉ ํ์ค ์คํํธ๋ผ์ ๋ฐ๋ผ ๊ท ์ด์ ์ง์ ์ํค๊ณ , ํ์ค๋น, ํ์, ์๋ฅ์๋ ฅ, ์จ๋ ๋ฐ ์ฉ์ ์์น์ ๋ํด ๋ณด์ ํ๋ค. ์ฉ์ ๊ธ์๊ณผ ์ด์ํฅ๋ถ์๋ ๋ณ๋์ ๋ฌผ์ฑ๊ณผ ๊ท ์ด ๋ฐฐ์น๊ฐ ํ์ํ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ISO 15653:2018์ , CTOD ๋ฐ J ์ ๋ถ์ ์คํ์ ๋ฑ๊ฐ๋์ ์ฌ์ฉํ ์ฉ์ ๋ถ ํ๊ดด์ธ์ฑ์ ๊ตฌ์ฒด์ ์ผ๋ก ๋ค๋ฃฌ๋ค.
๊ฒ์ฌ ์ฃผ๊ธฐ๋ ๊ฐ์ ๋ ๊ฒ์ถ ๊ฐ๋ฅ ๊ท ์ด ํฌ๊ธฐ์์ ์๊ณ ํฌ๊ธฐ๊น์ง์ ์์ธก ๊ธฐ๊ฐ์ ์ฐ๊ณํด์ผ ํ๋ฉฐ, ๋ชจ๋ธ ๋ถํ์ค์ฑ๊ณผ ๊ฒ์ฌ ์ค์ฐจ๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ ์ฌ์ ๋ฅผ ๋์ด์ผ ํ๋ค. ๊ฐ ํ๊ฐ ์์ ์์ ์์กด ๊ฐ๋๋ ๊ฐ ์๋๋ผ ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ํ์ธํ๋ค. ์ด ๊ณ์ฐ์์๋ ํ์ฌ์ ๊ท ์ด ํฌ๊ธฐ์ ์ต๋ ์ฌ์ฉ ํ์ค์ด ์ ์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ์ธ์ฑ ๋๋ ์ ํญ๊ณก์ ํ๊ณ๋ณด๋ค ๋ฎ์ ์ํ๋ก ์ ์ง๋๋์ง๋ฅผ ๊ฒํ ํ๋ค. ํนํ ๋๊บผ์ด ๋จ๋ฉด์ด๋ ์ฐ์ฑ-์ทจ์ฑ ์ฒ์ด ์์ญ ๋ถ๊ทผ์์๋ ์จ๋, ๋๊ป, ๊ตฌ์๋, ํ์ค ์๋ ๋ฐ ๊ท ์ด ์์น๊ฐ ์ฌ์ ๋๋ฅผ ๊ฐ์์ํฌ ์ ์๋ค.
์์ ํ์ฉ์ฑ ํ๊ฐ ์์
- ์ด๊ธฐ ๊ฒฐํจ ์ ์กฐ ํ์ง, ์ฉ์ ๊ฒฐํจ ์๋ฃ, ๊ฒ์ฌ ๋ฅ๋ ฅ ๋๋ ์ง์ ๋ ๊ฒ์ถ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐํ์ผ๋ก ์ด๊ธฐ ๊ฒฐํจ์ ๊ฐ์ ํ๋ค.
- ์๊ณ๊ฐ ์ดํ ์ฑ์ฅ ์ ์ ํ ฮK ๊ธฐ๋ฐ ๋ชจ๋ธ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ฌ์ฉ ํ์ค ์คํํธ๋ผ์ ๋ฐ๋ผ ๊ท ์ด์ ์ง์ ์ํจ๋ค.
- ๊ฒ์ฌ ๊ฒ์ฌ ์ค์ฐจ์ ๋ชจ๋ธ ๋ถํ์ค์ฑ์ ๊ณ ๋ คํ์ฌ ๊ท ์ด์ด ํ์ฉ ํฌ๊ธฐ ๋๋ ์๊ณ ํฌ๊ธฐ์ ๋๋ฌํ๊ธฐ ์ ์ ๊ฒ์ฌํ๋ค.
- ์์ฌ ๊ฐ๋ ํด๋น๋๋ ๊ฒฝ์ฐ Kmax, CTOD, J ๋๋ ์ ํญ ๊ณก์ ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ต๋ ํ์ค ํ๊ดด ๊ธฐ์ค์ ๋ฐ๋ผ ํ์ฌ ๊ท ์ด์ ํ์ธํ๋ค.
๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ์๋ก ์ฐ๊ณ๋ ์ผ๋ จ์ ๊ณผ์ ์ผ๋ก ๋ํ๋๋ค. ์ฆ, ์์ ๊ฒฐํจ์ ๊ฐ์ ํ๊ณ , ์์๊ณ ์ง์ ์ ์์ธกํ๋ฉฐ, ๊ท ์ด์ด ํ์ฉ ํ๊ณ์ ๋๋ฌํ๊ธฐ ์ ์ ๊ฒ์ฌํ๊ณ , ํ๊ดด์ธ์ฑ ๊ธฐ์ค์ ๋ฐ๋ผ ์์กด ๊ฐ๋๋ฅผ ํ์ธํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ์ด ๊ณผ์ ์ ์ด๋ ๋ถ๋ถ์์๋ ํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค. ๊ฒ์ฌ ์ฌ์ด์ ๊ท ์ด์ด ์ง๋์น๊ฒ ์ฑ์ฅํ ์๋ ์๊ณ , ์ด์ ์๋ ํ์ฉ ๊ฐ๋ฅํ๋ ๊ท ์ด์ด ๋์ ์ต๋ ํ์ค์ ๋ฐ์ ์ฆ์ ํ๊ดด๋ ์๋ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํผ๋ก ์๋ช ๊ณผ ํ๊ดด์ธ์ฑ์ ์๋ก ์ฐ๊ณ๋์ด ์์ง๋ง ๋ณ๊ฐ์ ์์ผ๋ก ๋ณด๊ณ ํ๊ณ ํ๊ฐํด์ผ ํ๋ค.
๊ฐ์ฌ ์ค๊ณ์ ํ์ค ๋ฐ ์ธ์ฑ ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ฉํ๊ธฐ
ํ๊ดด์ธ์ฑ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๊ณต์นญ ํญ๋ณต๊ฐ๋์ ๊ฐ์ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ๊ฐ์ข ์ ์ผ๋ฐ์ ์ธ ๋ฌผ์ฑ์ด ์๋๋ค. ํ๊ดด์ธ์ฑ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ํน์ ํ๊ฒ ์ ์๋ ๊ท ์ด, ์ํํธ, ํ์ค ๋ชจ๋, ์จ๋ ๋ฐ ํ๊ดด ๊ธฐ์ค์ ์ค๋ช ํ๋ค. ๊ทธ๋ฐ ๋ค์ ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ถํ ๋ด ๊ท ์ด ๋ฐ ์๋ ฅ์ฅ๊ณผ ์ฐ๊ณํด์ผ ํ๋ค. ๋๊บผ์ด ํผ๋ก ์๋น๊ท ์ด ์ํํธ์์ ์ป์ KIC ๊ฐ์ ์ฉ์ ์ํ์์ ์ป์ CTOD ๊ฐ์ด๋ ์ฐ์ฑ ๊ฐ์ฌ์์ ์ธก์ ํ J-R ๊ณก์ ์ผ๋ก ๋จ์ํ ๋์ฒดํ ์๋ ์๋ค.
์ํ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ ํ
์ค๊ณ์์ ๋ฌธ์ ๊ฐ ์ ํจํ ํ๋ฉด๋ณํ๋ฅ , ์ ํํ์ฑ ์๊ณ ์๋ ฅํ๋๊ณ์ KIC์ ๊ดํ ๊ฒ์ด๋ผ๋ฉด ASTM E399-24๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ด ๋ฐฉ๋ฒ์ ํผ๋ก ์๋น๊ท ์ด ๊ธ์ ์ํํธ์ ์ฌ์ฉํ๋ฉฐ, ๊ท ์ด ์ ๋จ์ ์์ฑ ์์ญ์ด ์ํํธ ์น์์ ๋นํด ์ถฉ๋ถํ ์๊ฒ ์ ์ง๋๋ ๊ฒฝ์ฐ์๋ง ์ ์ฉํ ์ ์๋ค. ์ ํจ์ฑ ์๊ฑด์ ํ์ ์์ ์ธ๋ถ ์ฌํญ์ด ์๋๋ค. ๋๊ป๊ฐ ์ถฉ๋ถํ์ง ์๊ฑฐ๋, ๊ณผ๋ํ ํญ๋ณต์ด ๋ฐ์ํ๊ฑฐ๋, ์ํํธ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ์ ํจํ์ง ์๋ค๋ฉด ์ํ์์ ๊นจ๋ํ ํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ๋๋ผ๋ ๋ณด๊ณ ๋ ๊ฐ์ ์ ํจํ KIC๊ฐ ์๋๋ค.
ํ์์ฑ ๊ฑฐ๋์๋ ASTM E1820 ๋๋ ISO 12135:2021์ ์ ํํ๋ค. ASTM E1820์ K, J ๋ฐ ๊ท ์ด ์ ๋จ ๊ฐ๊ตฌ ๋ณ์(CTOD)๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ Iํ ํ๊ดด๋ฅผ ํ๊ฐํ๋ฉฐ, ๋จ์ผ ์ ๊ฐ ๋๋ ์ ํญ ๊ณก์ ์ผ๋ก ํ๊ฐํ ์ ์๋ค. ISO 12135:2021์ ํผ๋ก ์๋น๊ท ์ด๋ ๊ท ์ง ๊ธ์ ์ํํธ์์ K, CTOD ฮด, J ๋ฐ R-๊ณก์ ์ ๊ตฌํ๊ธฐ ์ํ ์ค์ ์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ ๊ณตํ๋ค. ์ด๋ฌํ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์๋นํ ๊ท ์ด ์ ๋จ ์์ฑ์ด ๋ฐ์ํ๊ฑฐ๋, ์์ ์ ์ธ ๊ท ์ด ์ง์ ์ด ์ค์ํ๊ฑฐ๋, ๋จ์ผ ์ ํํ์ฑ ์์น๊ฐ ์๋๋ผ J-์ ๋ถ ๋๋ ์ ํญ ๊ณก์ ์ด ํ์ํ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋ ์ ํฉํ๋ค.
CTOD ์ค์ฌ์ ํ๊ฐ์๋ ASTM E1290์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ํนํ ์ง์ ๋ ๊ท ์ด ์ง์ ์ฌ๊ฑด์์์ ์๊ณ ๊ท ์ด ์ ๋จ ๊ฐ๊ตฌ ๋ณ์๊ฐ ์ค๊ณ ์งํ์ธ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ ํฉํ๋ค. CTOD๋ ์จ๋๊ฐ ๋ฎ์์ง์ ๋ฐ๋ผ ์ฐ์ฑ ๊ฑฐ๋์์ ์ทจ์ฑ ๊ฑฐ๋์ผ๋ก ์ ์ดํ๋ ๊ฐ์ฌ์์ ์ ์ฉํ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ๋ง๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์๊ณ CTOD ๊ฐ์ ์ฌ์ ํ ์ฌ๊ฑด์ ์ ์, ์ํํธ ํ์ ๋ฐ ์ํ ์จ๋์ ์ข ์๋๋ค. CTOD๋ JIC ๋๋ KIC์ ์ํธ ๋์ฒดํ ์ ์๋ค.
| ํ์ค | ์ฃผ์ ์ฉ๋ | ๋งค๊ฐ๋ณ์ ๋๋ ์ด์ |
|---|---|---|
| ASTM E399-24 | ํ๋ฉด๋ณํ๋ฅ ํ๊ดด์ธ์ฑ | ์ฃผ๋ก ์ ํํ์ฑ ๋ฐ ํ๋ฉด๋ณํ๋ฅ ์กฐ๊ฑด์์์ KIC |
| ASTM E1820 | Iํ ํ๊ดด ๊ฑฐ๋ | K, J, CTOD ๋ฐ ์ ํญ ๊ณก์ |
| ASTM E1290 | ์๊ณ ๊ท ์ด ๋๋จ ๊ฐ๊ตฌ ๋ณ์ | ์ง์ ๋ ๊ท ์ด ํ์ฅ ์ฌ๊ฑด์์์ CTOD |
| ISO 12135:2021 | ์ค์ ์ ๊ท ์ง ๊ธ์ ์ํ | K, CTOD ฮด, J ๋ฐ ์ ํญ ๊ณก์ |
| ISO 15653:2018 | ์ฉ์ ๋ถ ํ๊ดด์ธ์ฑ ์ํ | K, CTOD ฮด ๋ฐ J-์ ๋ถ์ ์คํ์ ๋ฑ๊ฐ๋ |
์ฉ์ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์๋ ์ฉ์ ๋ถ์ ํนํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ด ํ์ํ๋ค. ISO 15653:2018์ ์ฉ์ ๊ธ์ ๋๋ ์ด์ํฅ๋ถ์ ํผ๋ก๊ท ์ด์ ๋ฐฐ์นํ์ฌ K, CTOD ฮด ๋ฐ J-์ ๋ถ์ ์คํ์ ๋ฑ๊ฐ๋์ ์ฌ์ฉํ๋ ์ฉ์ ๋ถ์ ํ๊ดด์ธ์ฑ ์ํ์ ๋ค๋ฃฌ๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ตฌ๋ถ์ ์ค์ํ๋ค. ์ฉ์ ๊ธ์, ์กฐ๋ฆฝ๋ฆฝ ์ด์ํฅ๋ถ ์ฌ๋ฃ, ์ธต๊ฐ ์์ญ ๋ฐ ์ํฅ์ ๋ฐ์ง ์์ ๋ชจ์ฌ๋ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ๋ฏธ์ธ์กฐ์ง, ์๋ฅ์๋ ฅ, ๊ฐ์ฌ๋ฌผ ๋ฐ ์ฒ์ด์จ๋๋ฅผ ๊ฐ์ง ์ ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ๋ชจ์ฌ์์ ์ป์ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ์ฉ์ ๋ถ์ ๋ชจ๋ ์์น์ ๋ํ ์ ํฉ์ฑ์ ๋ณด์ฅํ๋ ๊ฒ์ ์๋๋ค.
์ ํ์ ํ์ค์๋ ์ข์ฐ๋๋ค. Iํ ๊ฐ๊ตฌ ํ์ค์ด ์ผ๋ฐ์ ์ธ ์ถ๋ฐ์ ์ด์ง๋ง, ํผํฉ ๋ชจ๋ ํ์ค, ์ถฉ๊ฒฉ ๋๋ ๋์ ํ์ค, ๋ฐ๋ณต ํ์ค์ ์ํ ๊ท ์ด ์ฑ์ฅ ๋ฐ ๊ท ์ด ๋ฐ์ ํ์ ์ฐข๊น์๋ ๋ณ๋์ ๋ถ์์ด ํ์ํ ์ ์๋ค. NASA-HDBK-5010 ์ 2๊ถ์ ์ค์ ๊ท ์ด ํ์์ Iํ ์๋ ฅํ๋๊ณ์๋ฅผ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ๋ํ๋ธ๋ค.
์ฌ๊ธฐ์ ฮฒ๋ ํ์ ๋ณด์ ๊ณ์, ฯ๋ ์์ฉ ์๋ ฅ, a๋ ๋ชจ๋ธ์์ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ท ์ด ์น์์ด๋ค. ๋ฐ๋ณต ํ์ค์์๋ KIC๊ฐ ์๋๋ผ ฮK๊ฐ ํผ๋ก๊ท ์ด ์ฑ์ฅ๋ฅ ์ ์ง๋ฐฐํ๋ค. ์ ์ ํ๊ดด์ธ์ฑ ์ํ์ผ๋ก๋ ํผ๋ก๊ท ์ด ์ฑ์ฅ ๋ฒ์น์ ์ป์ ์ ์๋ค.
ํ๊ดด์ธ์ฑ ๋ณด๊ณ ์์ ์ฌ๋ฐ๋ฅธ ํ๋
๋จผ์ ๊ฐ์ฌ์ ์ง์ ๋ฐ ์ ํ ํํ๋ฅผ ํ์ธํ๋ค. ์๋ฅผ ๋ค์ด ASTM A572/A572M Grade 50 ํ์ฌ๊ฐ ์ฉ์ ์๋ชจ์ฌ, ์์ฐ ํ๊ฐ ๋๋ ๋ค๋ฅธ ์ง์ ์ ๋ด๊ธ์งยท๋จ์ ํ์ฌ์ ์๋์ผ๋ก ๋๋ฑํ ๊ฒ์ ์๋๋ค. ์ด์ฒ๋ฆฌ, ๋๊ป ๋ฐ ์ ๊ณต๋ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฐ๋์ ์ฒ์ด์จ๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ธฐ๋กํ๋ค.
์ธ์ฑ ๋ณด๊ณ ์์์ ๋ณด์กดํด์ผ ํ ์ต์ ์ ๋ณด
- ์ฌ๋ฃ ๊ฐ์ฌ ์ง์ , ์ ํ ํํ, ๋๊ป, ์ด์ฒ๋ฆฌ ๋ฐ ๋ฐฉํฅ.
- ์ํํธ ์ํํธ ์ ํ, ์น์, ๊ท ์ด ํ์ ๋ฐ ํผ๋ก ์๋น๊ท ์ด ์ ์ฐจ.
- ์ํ ์กฐ๊ฑด ์จ๋, ํ์ค ์๋, ํ์ค ์ ์ด ๋ฐ ์ ์ฉ ํ์ค ๋ชจ๋.
- ํ๊ดด ๊ฒฐ๊ณผ KIC, ์กฐ๊ฑด๋ถ KQ, JIC, CTOD ฮด ๋๋ J-R ๊ณก์ ์์ ํ ์ ๊ณผ ์ ํจ์ฑ ์ง์ .
- ํ๊ดด ๋ฉ์ปค๋์ฆ ๋ฒฝ๊ฐ, ์ฐ์ฑ ์ฐข๊น, ํ์ธ, ์์ ์ ๊ท ์ด ํ์ฅ ๋๋ ํผํฉ ํ๊ดด.
๋ณด๊ณ ์์๋ ์ฝคํฉํธ ์ธ์ฅ ์ํํธ ๋๋ ๋จ์ผ ๋ชจ์๋ฆฌ ๊ตฝํ ์ํํธ๊ณผ ๊ฐ์ ์ํํธ์ ์ข ๋ฅ ๋ฐ ์น์์ ํจ๊ป ์ํํธ ๋ฐฉํฅ์ด ๋ช ์๋์ด์ผ ํ๋ค. โL-Tโ์ โT-Lโ์ ๊ท ์ด ๋ฐฉํฅ๊ณผ ์ ํ ์์ฐ ๋ฐฉํฅ ์ฌ์ด์ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ๊ด๊ณ๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ฉฐ, ์๋ก ๋ค๋ฅธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ผ ์ ์๋ค. ์ฉ์ ๋ถ์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ท ์ด์ด ์ฉ์ ๊ธ์, ์ฉ์ต์ , ์กฐ๋ฆฝ๋ฆฝ ์ด์ํฅ๋ถ ๋๋ ๊ทธ ๋ฐ์ ์ง์ ๋ ์์น ์ค ์ด๋์ ์๋์ง ํ์ธํ๋ค.
๋ํ ํผ๋ก ์๋น๊ท ์ด ์ ์ฐจ, ์ต์ข ๊ท ์ด ๊ธธ์ด ์ธก์ , ์ํ ์จ๋, ํ์ค ์๋ ๋ฐ ํ์ค ์ ์ด ๋ฐฉ์๋ ์๊ตฌํด์ผ ํ๋ค. ์จ๋๋ ๋จ์ํ ์ค์จ์ด๋ผ๊ณ ๊ธฐ์ ํ ๊ฒ์ด ์๋๋ผ ์ค์ ์ฌ์ฉ ์กฐ๊ฑด๊ณผ ์ฐ๊ณ๋์ด์ผ ํ๋ค. ๋ณด๊ณ ์์๋ ํ๊ดด ๋งค๊ฐ๋ณ์์ธ KIC, ์กฐ๊ฑด๋ถ KQ, JIC, CTOD ฮด ๋๋ J-R ๊ณก์ ์์ ํ ์ ์ด ๋ช ์๋์ด์ผ ํ๋ฉฐ, ํ์ค์ ์ ํจ์ฑ ํ์ ๋ ํฌํจ๋์ด์ผ ํ๋ค. ํ๋ฉด๋ณํ๋ฅ ๋ฐ ์น์ ์๊ฑด์ด ์ถฉ์กฑ๋์ง ์๋ ํ ์กฐ๊ฑด๋ถ KQ๋ ์ ํจํ KIC๊ฐ ์๋๋ค.
๋ง์ง๋ง์ผ๋ก ํ๊ดด ์์์ ํ์ธํ๋ค. ๋ฒฝ๊ฐํ๊ดด, ์ฐ์ฑ ์ฐข๊น, ํ์ธ, ์์ ์ ๊ท ์ด ์ง์ ๋ฐ ํผํฉ ํ๊ดด๋ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์๋ฏธ๋ฅผ ๊ฐ๋๋ค. ํ๊ดด ํ๋ฉด์ ํ์๊ณผ ๊ท ์ด ์ง์ ๊ธฐ๋ก์ด ์๋ ์์น๋ง์ผ๋ก๋ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ง๋ฐฐํ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ด ๊ฐ๋ ค์ง๋ค.
์คํ์ค ์ํํธ์์ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ ํ๊ฐ๋ก
์คํ์ค ์ํํธ์ ํน์ ๊ตฌ์ ์ํ์์ ์ป์ ์ฌ๋ฃ ํน์ฑํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ค. ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์๋ ๊ณ ์ ํ ๊ท ์ด ํ์, ๋๊ป, ์๋ ฅ ์ผ์ถ์ฑ, ์๋ฅ์๋ ฅ, ์ฉ์ ์์ธ, ํ์ค ์ด๋ ฅ ๋ฐ ์จ๋๊ฐ ์๋ค. ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ ํ๊ฐ๋ ์ด ๋ ๊ฐ์ง๋ฅผ ์ฐ๊ฒฐํด์ผ ํ๋ค.
K = KIC๋ณด๋ค ์์ ์๋ ฅ๊ณผ ๊ท ์ด ํฌ๊ธฐ์ ์กฐํฉ์ ํด๋น ํ๊ดด์ญํ ๋ชจ๋ธ์ ์ ์ฉ ๋ฒ์ ๋ด์์ ์์ ์ ์ผ๋ก ์ ์ง๋ ์ ์๋ค. Limited evidence
์ฃผ๋ก ์ ํํ์ฑ์ธ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ค์ ๊ท ์ด ํ์๊ณผ ํ์๊ณ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ถํ์ ์๋ ฅํ๋๊ณ์๋ฅผ ๊ณ์ฐํ ๋ค์, ๊ด๋ จ ์จ๋์ ๋ฐฉํฅ์์ ์ ํจํ ์ธ์ฑ๊ฐ๊ณผ ๋น๊ตํ๋ค. FHWA ๊ฐ๊ต ๋งค๋ด์ผ์ ๊ธฐ๋ณธ ์กฐ๊ฑด์ ์ค๋ช ํ๋ค. ์ฆ, ์ ์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ํ๊ดด์ญํ ๋ชจ๋ธ์ ๋ฒ์ ๋ด์์ ๊ท ์ด ํฌ๊ธฐ์ ์๋ ฅ์ ์กฐํฉ์ด K = KIC๋ณด๋ค ๋ฎ์ผ๋ฉด ๊ท ์ด์ด ์์ ์ ์ผ๋ก ์ ์ง๋ ์ ์๋ค. ํญ๋ณต์ด ๊ด๋ฒ์ํ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ด๋ฌํ ๋น๊ต๋ง์ผ๋ก ์ถฉ๋ถํ์ง ์๋ค. ์์ ์ ์ธ ์ฐข๊น๊ณผ ๊ท ์ด ์ง์ ์ด ๊ฑฐ๋์ ์ผ๋ถ๋ผ๋ฉด J, CTOD ๋๋ ์ ํญ ๊ณก์ ์ ์ฌ์ฉํ๋ค. NIST๊ฐ 2008๋ ์ ๋ ผ์ํ ๊ฐ์ฌ์ ๋์ ํ๊ดด๋ ๋ถ๊ท ์ผํ ๊ท ์ด ์ ๋จ ์์ฑ๊ณผ ๋ณต์กํ ์๋ ฅ-๋ณํ๋ฅ ์ฅ์ด ๋ถ์์ ํ ์ ํ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ๊ฒฝ์ฐ ํ์์ฑ ์ํ์ด ํ์ํ ์ด์ ๋ฅผ ์ค๋ช ํ๋ค.
์ด๋ A. A. Griffith์ ์๋์ง ๊ธฐ์ค๊ณผ G. R. Irwin์ ๊ท ์ด ์ ๋จ ์๋ ฅ์ฅ์ด ํ๋ฆฝํ ๊ธฐ์ด๋ฅผ ๋ฐ๋ฅธ๋ค. ์ด๋ ์ด๋ก ๋ ์ธ์ฑ์ ํ์ ๋ฐ ํ์ค๊ณผ ๋ฌด๊ดํ ๊ฒ์ผ๋ก ์ทจ๊ธํ์ง ์๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ค์ ํ๊ฐ์์๋ ๊ท ์ด ๊ฒ์ถ ํ๊ณ, ์์ ๊ฒฐํจ ํ์, ๊ฒ์ฌ ์ฃผ๊ธฐ, ์๋ฅ์๋ ฅ ๋ฐ 2์ฐจ ์๋ ฅ, ๊ตฌ์ ์ํ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ํ๊ดด๊ฐ ๊ฐ์์ธ์ง ์์ ์ ์ฑ์ฅ์ธ์ง ์ฌ๋ถ๋ฅผ ๊ณ ๋ คํด์ผ ํ๋ค.
โWhat is the toughness of this steel?โ์ด๋ผ๋ ์ง๋ฌธ์ ๋ํ ๋ต์ ๋ฐ์๋ค์ด๊ธฐ ์ ์ ๋ค์์ ํ์ธํ๋ค.
1. ์ด๋ค ํ์ค๊ณผ ํ๊ดด ๋งค๊ฐ๋ณ์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋์๋๊ฐ? ASTM E399-24 KIC, ASTM E1820 J ๋๋ CTOD, ISO 12135:2021, ASTM E1290 CTOD ๋๋ ์ฉ์ ๋ถ์ ๋ํ ISO 15653:2018 ์ค ๋ฌด์์ธ๊ฐ? 2. ๊ฐ์ฌ ์ง์ , ์ ํ ํํ, ๋๊ป, ๋ฐฉํฅ, ์ํํธ ์ข ๋ฅ ๋ฐ ๊ท ์ด ์์น๋ ๋ฌด์์ธ๊ฐ? 3. ํผ๋ก ์๋น๊ท ์ด ์ ์ฐจ, ์จ๋, ํ์ค ์๋ ๋ฐ ํ๊ดด ์์์ ์ด๋ ํ๋๊ฐ? 4. ๋ณด๊ณ ๋ ๊ฐ์ ๋ช ์๋ ํ์ค์ ๋ฐ๋ผ ์ ํจํ๊ฐ, ์๋๋ฉด ์กฐ๊ฑด๋ถ ๊ฐ์ธ๊ฐ? 5. ๊ตฌ์กฐ ๊ณ์ฐ์ ์ค์ ๊ท ์ด ํ์, ๊ตฌ์ ์ํ, ํ์ค ๋ชจ๋ ๋ฐ ์ฌ์ฉ ์จ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๊ณ ์๋๊ฐ? 6. ์ง๋ฐฐ์ ์ธ ๋ฌธ์ ๋ ํ๊ดด ๊ฐ์, ์์ ์ ์ฐข๊น, ์ทจ์ฑ ํ๊ดด ๋๋ ๋ฐ๋ณต ํ์ค์ ์ํ ๊ท ์ด ์ฑ์ฅ ์ค ๋ฌด์์ธ๊ฐ?
์ด๋ฌํ ์ ์์ ์ฌ์ฉ ์กฐ๊ฑด์ด ์์ผ๋ฉด โ์ด ๊ฐ์ฌ์ ์ธ์ฑ์ ์ผ๋ง์ธ๊ฐ?โ๋ผ๋ ์ง๋ฌธ์ ๋ถ์์ ํ๋ค.








