충격강도의 단위는 면적 당 에너지

충격강도(Impact strength) 시험은 크게 Izod (아이조드) 방식과 Charpy (샤르피) 방식으로 나눌 수 있는데, 일반적인 엔프라(enginering plastic)의 경우에 아이조드 충격 강도를 많이 사용합니다.

 

여기서 시험 규격이나 시편의 모양 등 일반적인 내용은 차치하고, 의외로 단위에 대해서 잘 모르는 경우들이 많은데 한번 정리해 보려고 합니다.

 

충격강도 시험에서 측정되는 값은 기본적으로 충격을 가했을 때 시편이 흡수한 에너지를 파괴 면적으로 나눈 것입니다. 파괴 면적을 파단 면적이라고도 합니다. 자, 그러면 단위가 어떻게 될까요?  에너지 / 면적의 형태가 될 것입니다.

 

자, 그러면 에너지는 가장 먼저 어떠한 단위가 떠오르나요? 그렇죠. 바로 J(줄)입니다. 그리고 단위 면적의 단위는 기본적으로 ㎡이 떠올라야 하겠죠.

 

이제 이 것을 여러 가지 형태로 변주를 줄 수 있을 것입니다. 왜냐하면 아직도 SI 기본 단위를 사용하지 않고 다른 단위를 사용하는 사람들이나 기업들이 있기 때문이죠.

 

2024.04.09 - [과학] - J 단위 변환과 개념

J 단위 변환과 개념

 

이제 위의 글에서와 같이 에너지 단위인 J은 기본적으로 힘과 길이의 곱의 형태가 됩니다. 힘의 단위는 기본적으로 N(뉴턴)이죠. 그러면 아래와 같이 많이 사용하는 형태 위주로 충격강도의 단위가 쉽게 정리할 수 있습니다.

 

KJ/㎡, Kgf cm/㎠, lbf ft/in2 (=psi ft)

 

여기서, 간혹 충격 단위의 단위로 보이는 형태가 있는데 바로 kgf cm/cm 입니다. 이건 길이당 에너지 형태인데 뭔가 싶으신 분들이 있겠죠. 이것은 충격강도 시편의 폭이 1cm이기 때문에 분모에 두께만을 적용한 것입니다. 다시 말해서 사실 Kgf cm/㎠를 편의 상 표현한 것입니다.

 

다시 정리하면 kgf cm는 충격강도 시험에서 시편이 파괴될 때 흡수한 에너지 값이고, 이를 폭이 1cm인 시편의 두께로 나누어주면 kgf cm/cm라는 단위가 나옵니다.

 

아래의 kgf 단위 변환도 읽어보시면 도움이 될 수 있습니다.

2024.04.19 - [과학] - kgf 단위 개념과 kgf가 적용된 압력 단위 변환

kgf 단위 개념과 kgf가 적용된 압력 단위 변환