인체재료 모사기반 충격 타박상 예측

Abstract

강력범죄 사건에서 21.9%의 비율을 차지하는 범행도구인 둔기는 인체에 상흔, 특히 타박상을 유발한다. 둔기와 타박상 간의 인과성 분석은 인체 혹은 동물에 대한 실험 위주의 연구에 집중되어 있다. 본 연구에서는 둔기에 의한 타박상 발생과 관련하여 위협요소와 상흔 간의 인과성 분석을 위해 인체재료 모사기반 유한요소해석을 수행하였으며, 이를 바탕으로 타박상을 예측할 수 있는 방법을 제시하였다. 예측 모델은 참고자료를 통해 획득한 성인 남성의 피부 및 근육, 지방층의 평균 두께를 바탕으로 3층 구조를 갖는 대상체로 구성하였으며, 각 인체재료의 거동을 모사하기 위해 피부는 유사선형점탄성 모델, 지방 및 근육은 Ogden 모델을 채용하였다. 해석 과정에서 인체 및 돼지를 대상으로 연구된 실험결과와의 비교를 바탕으로 타박상에 나타난 응력분포를 확인하였으며, 타당성 검증을 위해 실제 인체를 대상으로 수행한 실험결과와 유한요소해석 결과를 비교 분석하였다. 검증요소는 위협체에 의해 가해진 힘으로 설정하였으며, 실험과 동일한 조건에서 해석을 수행한 결과 15% 내의 오차로 인체재료에 대한 모사가 가능함을 확인하였다. 이와 같이 검증된 인체재료 모사모델을 바탕으로 실험을 통해 도출된 타박상 크기와 유한요소해석을 통해 특정 최대 주응력에서 도출된 크기와 비교분석 하였으며, 그 결과, 타박상은 최소 12~14 MPa 범위내의 최대 주응력에서 생성됨을 확인하였다. 결과적으로 본 연구에서 제시한 인체재료 모사기반 충격 타박상 예측방법은 향후 둔기에 의한 상흔의 과학수사기법의 기반기술로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.