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[활용사례] Phantom 초고속카메라와 DIC로 본 타이어 가속 시험 사례
2025.09.08
고속카메라와 DIC 기술로 밝혀낸 타이어의 비틀림



자동차 타이어가 가속할 때, 겉으로 보기엔 단순히 매끄럽게 회전하는 것처럼 보입니다.

하지만 실제로는 눈으로는 관찰할 수 없는 미세한 변형과 응력이 발생합니다.
이러한 현상을 정확히 측정하기 위해서는 초고속 영상 계측 기술이 필요합니다.

이번 콘텐츠에서는 Phantom 고속카메라디지털 이미지 상관관계(DIC, Digital Image Correlation) 기술을 활용하여,
험비(Humvee) 타이어가 65mph까지 가속되는 동안 발생하는 변형과 변위를 정밀하게 분석한 사례를 소개합니다. 




1. 적용 기술 : DIC (디지털 이미지 상관법)

기존 스트레인 게이지나 가속도계는 표면에 부착해야 하고, 특정 지점만 계측할 수 있습니다. 이 과정에서 시스템 자체에 영향을 줄 위험도 있습니다.
반면 DIC(Digital Image Correlation)는 표면에 스펙클 패턴을 도포한 후, 두 대의 고속카메라로 촬영하여 소프트웨어에서 3차원 변형·변위 맵을 생성하는 방식입니다.

 
DIC 분석의 장점 

✅ 비접촉 방식 → 대상에 물리적 센서 부착 불필요
✅ 전영역(full-field) 분석 가능 → 전체 표면에서 수천 개 데이터 포인트 확보
✅ 빠른 설치와 높은 정확성



2. 분석 툴 : 팬텀 고속카메라 X 소프트웨어 


이번 실험은 미국 버지니아주 NTRC(National Tire Research Center)에서 진행되었습니다.

연구진은 험비(Humvee) 타이어를 실제 하중과 압력 조건으로 세팅하고, 표면에 스펙클 패턴을 도포했습니다.
팬텀 고속카메라와 그리고 소프트웨어 분석 툴을 연동하여가속 중 타이어 표면에서 발생하는 변형과 변위를 정밀하게 계측할 수 있었습니다.


- 촬영 조건: Phantom v2640 카메라 2대, 4,800fps, 2,048×1,952 해상도
- 분석 도구: GOM Correlate 소프트웨어 → 촬영 데이터를 컬러맵으로 변환해 미세 변형 시각화



▶ 팬텀 고속카메라로 셋팅하는 DIC 분석 환경이 궁금하다면? (클릭시 이동)

DIC 고속카메라




3. 분석 결과 : 비틀림 변형 발견 

DIC

실험에서 가장 주목할 만한 결과는 타이어가 가속을 시작하는 순간 발생한 비틀림 변형(Torsional Strain)입니다.

이는 에너지 손실로 이어질 수 있으며, 타이어 구조를 더 강성 있게 설계하면 접지력 향상과 가속 성능 개선으로 이어질 수 있다는 인사이트를 제공했습니다.
즉, 기존에는 이론적으로만 존재하던 내용을 Phantom 초고속카메라와 DIC 계측을 통해 실험적으로 입증한 것입니다.


DIC 고속카메라



4. 팬텀 고속카메라를 활용한 DIC 분석의 활용범위 
 

DIC는 단순히 타이어 연구에만 국한되지 않습니다.
아래와 같이 비접촉 방식으로 전영역 데이터를 확보할 수 있다는 점에서, DIC는 다양한 산업 시험에서 기존 방식보다 높은 효율성과 정확성을 제공합니다.

 
DIC 분석 분야 

✅ 진동 및 모달 해석: 고주파 진동과 충격 현상 분석 가능
✅ 자동차 분야: 충돌시험, NVH(Noise, Vibration, Harshness) 분석
✅ 배터리 분야: 충격·진동 시험, 안전성 검증
✅ 항공·방산 분야: 구조물 내구성 시험, 충격 해석


 

원본출처 : https://www.phantomhighspeed.com/casestudies/casestudylist/2020/april/dictires 
 
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