생체 역학적 미끄럼 테스터는 인간의 발을 대신하는 고정밀 로봇 대리자 역할을 합니다. 주요 역할은 발뒤꿈치가 지면에 닿을 때 발생하는 동적 힘과 움직임을 시뮬레이션하여 신발의 접지력을 평가하는 것입니다. 무게, 속도, 각도와 같은 변수를 제어하여 마찰 계수(ACOF)를 생성하며, 이는 특정 표면에서 신발의 성능을 나타내는 결정적인 지표를 제공합니다.
핵심 요점 정적 마찰 테스트와 달리 생체 역학적 미끄럼 테스터는 인간의 발걸음에서 발생하는 복잡하고 동적인 물리학을 재현합니다. 이론적인 조건이 아닌 실제와 유사한 조건에서 마찰을 측정하여 실제 미끄러짐 위험을 예측하는 데 필요한 중요한 데이터를 제공합니다.
시뮬레이션의 역학
발뒤꿈치 충격 재현
미끄러짐이 발생할 가능성이 가장 높은 순간은 발뒤꿈치가 처음 지면에 닿을 때입니다.
생체 역학적 미끄럼 테스터는 이 특정 동적 생체 역학 과정을 분리하고 시뮬레이션하도록 설계되었습니다. 단순히 재료를 바닥에 끄는 것이 아니라, 걷는 사람의 충격과 움직임을 모방합니다.
다자유도 제어
현실적인 시뮬레이션을 달성하기 위해 이 장치는 다자유도 움직임 제어를 사용합니다.
이러한 로봇 정밀도를 통해 테스터는 자연스러운 인간의 움직임을 모방하는 복잡한 패턴으로 신발을 움직일 수 있습니다. 이를 통해 데이터가 단순한 선형 당김이 아닌 실제 미끄러짐 상황에서 신발의 거동을 반영하도록 보장합니다.
중요 테스트 매개변수
정밀한 수직 하중
테스터는 신발에 사전 설정된 수직 하중을 가합니다.
이는 사람이 표면에 발을 디딜 때의 체중 이동을 시뮬레이션합니다. 이 하중을 조정하여 다양한 사용자 체중이나 보행 강도를 재현할 수 있습니다.
제어된 미끄러짐 속도
마찰은 두 표면이 서로 얼마나 빠르게 움직이는지에 따라 달라집니다.
이 장치는 특정 미끄러짐 속도로 작동합니다. 이를 통해 연구자들은 느린 슬라이드에 비해 빠른 예기치 않은 움직임에서 신발의 성능을 측정할 수 있습니다.
접촉 각도
신발이 미끄러질 때 완벽하게 평평하게 착지하는 경우는 드뭅니다.
테스터는 신발 밑창과 바닥 사이의 접촉 각도를 조정합니다. 이는 종종 접지력 실패가 시작되는 발뒤꿈치 충격의 특정 각도를 재현합니다.
결과: ACOF
이러한 매개변수의 조합은 마찰 계수(ACOF) 계산으로 이어집니다.
이는 밑창의 접지 수준을 나타내는 결정적인 수치 값입니다. 다양한 신발 디자인과 밑창 재료를 비교하는 핵심 지표로 사용됩니다.
전체 신발 테스트의 이점
재료 샘플 너머
표준 마찰 측정기는 종종 작은 고무 조각을 테스트합니다.
휴대용 생체 시뮬레이션 기계식 미끄럼 테스터는 전체 신발을 평가합니다. 이는 전체 트레드 패턴과 밑창 형상의 상호 작용을 포착하여 성능에 대한 전체적인 관점을 제공합니다.
단순 접촉 측정기보다 우수함
단순 접촉 기반 마찰 측정기는 종종 맥락이 부족한 정적 데이터를 제공합니다.
생체 역학적 미끄럼 테스터는 동적 데이터(모션 기반)를 사용하기 때문에 실제 인간의 보행 및 미끄러짐 시나리오를 훨씬 더 잘 나타냅니다. 단순한 장치가 할 수 없는 방식으로 물리적 맞물림 힘을 정량화합니다.
표준화 및 규정 준수
신뢰할 수 있는 데이터는 국제 표준 준수를 요구합니다.
이러한 장치는 종종 ASTM F2913-19와 같은 표준에 따라 작동합니다. 이를 통해 생성된 ACOF 값이 안전 및 품질 보증에 대한 인정된 벤치마크임을 보장합니다.
목표에 맞는 올바른 선택
미끄럼 방지 기술을 평가할 때 특정 최종 목표를 고려하십시오.
- 현실적인 안전 예측이 주요 초점인 경우: 인간의 발뒤꿈치 충격을 정확하게 모방하기 위해 다자유도 제어를 제공하는 장비에 우선순위를 두십시오.
- 제품 개발이 주요 초점인 경우: 테스터가 원자재뿐만 아니라 트레드 패턴이 지면과 상호 작용하는 방식을 분석하기 위해 "전체 신발" 테스트를 지원하는지 확인하십시오.
- 규정 준수가 주요 초점인 경우: 장비와 테스트 프로토콜이 ASTM F2913-19 또는 ASTM 3445-21과 같은 확립된 표준과 일치하는지 확인하십시오.
진정한 안전은 재료의 마찰뿐만 아니라 인간의 움직임의 현실을 반영하는 데이터에 달려 있습니다.
요약 표:
| 특징 | 생체 역학적 미끄럼 테스터 | 표준 정적 마찰 측정기 |
|---|---|---|
| 테스트 방법 | 동적 (인간의 보행/충격 시뮬레이션) | 정적 (선형 드래그 또는 풀) |
| 샘플 | 전체 신발 (트레드 및 형상) | 작은 재료/고무 조각 |
| 데이터 출력 | 마찰 계수 (ACOF) | 정적 마찰 계수 (SCOF) |
| 현실성 | 높음 - 발뒤꿈치 충격 각도 재현 | 낮음 - 단순화된 평면 접촉 |
| 규정 준수 | ASTM F2913-19, ASTM 3445-21 | 기본 재료 표준 |
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참고문헌
- Shubham Gupta, Arnab Chanda. Influence of Vertically Treaded Outsoles on Interfacial Fluid Pressure, Mass Flow Rate, and Shoe–Floor Traction during Slips. DOI: 10.3390/fluids8030082
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