안전모는 낙하물, 중량물에 대한 두부를 보호하는 보호구로 낙하물의 충격을 일부 흡수하여 완화시켜주는 기능을 하고 있다. 안전모의 기준성능을 시험할 수 있는 안전모 충격시험장치는 자유낙하에 의한 운동에너지를 충격력으로 산정하고 있으나 마찰력 발생에 따른 충격에너지 감소는 고려되고 있지 않으므로 실제 충격력보다 낮게 평가될 우려가 있다. 따라서 본 논문에서는 안전모 충격시험시 안전모의 안정성 확보와 신뢰성 있는 실험데이터 획득을 위해 안전모 충격시험에 따른 충격에너지와 마찰에 관한 연구를 수행하였다.
안전모 충격시험을 하는데 있어 기준 각도(90 ˚)를 설정하고 낙하 레일의 각도(89.5 ˚, 89 ˚, 88 ˚, 87 ˚)를 변경하여 그에 따른 낙하속도 변화와 충격하중을 측정 및 분석하였다. 그 결과, 레일각도 90 ˚~ 88 ˚의 낙하속도 및 충격하중은 평균 1.0 % 이하의 낙하속도 감소율, 충격하중 감소율을 확인할 수 있었다. 그러나 레일각도 87.0 ˚에서는 낙하속도 감소율 및 충격하중 감소율이 약 3.0 % 이상의 감소율을 나타냈다.
낙하 추의 90˚ 이론속도는 4.427 m/s 이며, 90˚실제 측정속도는 4.432 m/s 측정되었다. 90˚에서의 속도는 -0.005 m/s로 오차가 측정되었다.
레일 각도 변화에 따른 낙하속도 감소 및 충격하중 감소가 거의 유사한 경향을 보였으며 특히 낙하레일이 기준각도인 90 ˚에서 3 ˚이상의 편차가 발생할 경우, 낙하 속도 및 충격하중은 현저하게 낮아지는 결과가 나타났다. 본 실험을 통해 기울기 편차가 커지면 커질수록 낙하 속도 및 충격하중은 감소하며 이는 레일에 발생하는 마찰력에 의한 영향으로 사료된다.