디지털영상상관법 (Digital Image Correlation)
한 줄 정의: 시편 표면의 랜덤 패턴을 카메라로 촬영하고 변형 전후 영상을 비교 분석하여 표면 변형률을 측정하는 비접촉식 실험 기법입니다.
쉽게 풀면
고무판 위에 점을 잔뜩 찍어두고 고무판을 잡아당기면 점들 사이의 간격이 벌어지는 것을 눈으로 확인할 수 있습니다. 디지털영상상관법은 이 원리를 카메라와 컴퓨터로 정밀하게 구현한 것입니다. 시편 표면에 미세한 무늬를 만들어 놓고 변형 전후 사진을 비교하면, 표면의 각 지점이 얼마나 늘어나고 움직였는지를 컴퓨터가 계산해줍니다. 센서를 직접 붙이지 않고도 표면 전체의 변형 분포를 한눈에 볼 수 있다는 장점이 있습니다.
왜 중요한가
기존의 스트레인게이지는 붙인 지점의 변형만 측정할 수 있지만, 실제 구조물은 위치마다 변형이 다르게 나타납니다. 디지털영상상관법은 표면 전체의 변형 분포를 시각적으로 파악할 수 있어 재료 시험, 구조 실험, 복합재 연구 등 실험역학 분야에서 널리 사용됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"인장 시험 중 시편 표면의 변형률 분포를 측정하기 위해 Digital Image Correlation 기법을 적용하였다."
인장 시험 동안 카메라 촬영 영상을 분석해 시편 표면의 변형률을 지도처럼 보여주는 방식으로 측정했다는 뜻입니다.
"DIC 결과, 노치 주변에서 변형률이 국부적으로 집중되는 현상이 관찰되었다."
노치가 있는 부위 주변에서 변형이 유난히 크게 나타나는 것을 영상 분석을 통해 확인했다는 의미입니다.
조금 더 깊게 보면
디지털영상상관법은 시편 표면에 무작위한 흑백 반점 패턴(스페클 패턴)을 만들고, 카메라로 촬영한 여러 시점의 영상을 소프트웨어로 대조해 각 지점의 이동량을 추적하는 방식으로 동작합니다. 카메라를 두 대 이상 사용하면 평면 변형뿐 아니라 3차원 형상 변화까지 측정할 수 있습니다.
주의할 점
측정 정확도는 조명 조건, 카메라 해상도, 스페클 패턴의 품질에 크게 영향을 받으며, 표면이 반사가 심하거나 패턴이 고르지 않으면 오차가 커질 수 있습니다.