KR100516335B1 - The buckling mode measuring equipment without touching - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실험하고자 하는 부재의 좌굴모드를 비접촉식으로 측정하는 좌굴모드 측정장치에 관한 것이며, 본 발명의 비접촉식 좌굴모드 측정장치(20)는 좌굴모드를 측정하고자 하는 실험부재(21)의 일단이 고정된 고정부(23)와, 실험부재(21)의 타단이 고정되며 실험부재(21)에 압축하중을 가력하는 가력부(24)로 구성된 지그(22)에 설치된다. 그리고, 본 발명은 실험부재(21)가 고정된 길이방향으로 실험부재(21)로부터 일정간격 이격되게 설치되는 종형 레일(25)과, 종형 레일(25)에 맞물려 종형 레일(25)을 따라 이동할 수 있는 폐곡선형의 횡형 레일(26) 및, 횡형 레일(26)의 내측쪽에 횡형 레일(26)을 따라 회전 가능하게 결합되어 실험부재(21)에 발생하는 국부좌굴을 측정하는 비접촉식 센서(27)으로 구성된다. 따라서, 본 발명의 비접촉식 좌굴모드 측정장치(20)는 실험부재(21)의 전장에 걸친 좌굴발생 여부를 확인할 수 있기 때문에, 국부좌굴이 발생할 수 있는 경량형강과 같은 실험부재에서도 정확한 좌굴하중과 좌굴지점을 측정할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a buckling mode measuring device for measuring the buckling mode of the member to be tested in a non-contact manner, the non-contact buckling mode measuring device 20 of the present invention is fixed to one end of the experimental member 21 to measure the buckling mode The fixed part 23 and the other end of the test member 21 are fixed to the jig 22 composed of an urging part 24 for exerting a compressive load on the test member 21. In addition, the present invention moves along the vertical rail 25 in engagement with the vertical rail 25 and the vertical rail 25, which is spaced apart from the experimental member 21 in a fixed longitudinal direction by the experimental member 21 is fixed. Non-contact sensor 27 for rotatable closed horizontal rails 26 and rotatably coupled along the horizontal rails 26 to the inner side of the horizontal rails 26 to measure local buckling occurring in the test member 21. It consists of. Therefore, since the non-contact buckling mode measuring device 20 of the present invention can determine whether the buckling occurs over the full length of the test member 21, even in the test member, such as lightweight steel that can cause local buckling, accurate buckling load and buckling It is effective to measure the point.
Description
본 발명은 실험하고자 하는 부재의 좌굴모드를 측정하는 장치에 관한 것이며, 특히, 비접촉식으로 부재에 좌굴이 발생되는 하중과 지점을 측정할 수 있는 좌굴모드 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for measuring the buckling mode of a member to be tested, and more particularly, to a buckling mode measuring apparatus capable of measuring the load and the point at which buckling occurs in the member in a non-contact manner.
좌굴은 구조물에서 기둥과 같이 길이방향으로 하중이 가해지는 부재의 성능을 실험하는 요소 중의 하나로서, 실험하고자 하는 부재의 양 끝단에서 압축하중을 가한 경우에 부재가 휘어지는 현상을 일컫는다. Buckling is one of the elements that test the performance of members that are loaded in the longitudinal direction, such as columns in a structure, and refers to the phenomenon that a member bends when compressive load is applied at both ends of the member to be tested.
기둥에 사용되는 부재는 구조물의 내력을 지지하기 때문에, 이런 부재에 대한 성능시험은 안전사고의 예방을 위해서 필수적으로 행해져야 한다. 특히, 기둥으로 사용되는 부재에는 압축하중이 가해지기 때문에, 부재의 좌굴모드 성능시험은 정확한 데이터 측정을 요구하고 있다.Since the members used in the columns support the strength of the structure, performance tests on these members are essential to prevent safety accidents. In particular, since the compressive load is applied to the member used as the pillar, the buckling mode performance test of the member requires accurate data measurement.
도 1은 종래기술에 따른 부재의 좌굴모드를 접촉식 센서로 측정하는 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing an apparatus for measuring the buckling mode of a member according to the prior art with a contact sensor.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 좌굴모드 측정장치(10)는 LVDT(Linear Variable Differential Transformer)형 접촉식 센서를 이용하여 좌굴모드를 측정한다. 이런 종래기술의 좌굴모드 측정장치(10)는 다음과 같이 구성 설치된다.As shown in FIG. 1, the buckling mode measuring apparatus 10 according to the related art measures the buckling mode using a linear variable differential transformer (LVDT) type contact sensor. The buckling mode measuring device 10 of the prior art is configured as follows.
좌굴모드 측정장치(10)에는 상하부에 각각 측정하고자 하는 실험부재(11)를 고정하는 상하부 고정부(12, 13)가 각각 설치되고, 상부 고정부(12)에는 실험부재(11)에 압축하중을 가하는 가력부(14)가 결합된다. 그리고, 좌굴모드 측정장치(10)는 실험부재(11)의 횡방향 변위를 측정할 수 있는 제 1접촉식 센서(15)가 다른 장치(16)에 설치되도록 고안되고, 제 2, 제 3접촉식 센서(17, 18)는 하부 고정부(13)에 설치 고정된다. The buckling mode measuring device 10 is provided with upper and lower fixing parts 12 and 13 for fixing the test member 11 to be measured respectively in the upper and lower parts, and the compressive load on the test member 11 in the upper fixing part 12. The force unit 14 for applying a force is coupled. In addition, the buckling mode measuring device 10 is designed such that the first contact sensor 15 capable of measuring the lateral displacement of the test member 11 is installed in the other device 16, and the second and third contacts are provided. The type sensors 17 and 18 are fixed to the lower fixing part 13 by installation.
제 1접촉식 센서(15)는 LVDT(Linear Variable Differential Transformer)형 변위계로서, 좌굴 실험시 실험부재(11)의 표면에 접촉되도록 설치된다. 그리고, 제 1접촉식 센서(15)는 실험부재(11)가 횡방향으로 휘어지는 좌굴이 발생하는 경우에 그 횡방향의 거동변위를 측정하고, 좌굴모드 측정장치(10)는 좌굴이 발생하는 시점의 압축하중인 좌굴하중을 측정한다. 이 때, 제 1접촉식 센서(15)는 실험부재(11)의 길이방향 중심에서 일반적으로 좌굴이 발생하기 때문에, 실험부재(11)의 중심에서 횡방향의 거동변위를 측정한다.The first contact sensor 15 is a linear variable differential transformer (LVDT) type displacement meter, and is installed to contact the surface of the test member 11 during the buckling experiment. The first contact sensor 15 measures the displacement of the transverse direction when the test member 11 is bent in the lateral direction, and the buckling mode measuring device 10 determines the time point at which the buckling occurs. Measure the compressive buckling load at. At this time, since the first contact sensor 15 generally buckles in the longitudinal center of the test member 11, the displacement of the transverse direction is measured at the center of the test member 11.
그리고, 제 2, 제 3접촉식 센서(17, 18)도 제 1접촉식 센서(15)와 동일하게 실험부재(11)의 길이방향 거동변위를 측정한다. The second and third contact sensors 17 and 18 also measure the longitudinal displacement of the test member 11 in the same manner as the first contact sensor 15.
하지만, 종래기술은 좌굴이 실험부재(11)의 길이방향 중심에서 발생하는 실험에서만 상기 좌굴모드 측정장치(10)를 이용해 정확한 좌굴시점과 좌굴하중을 측정할 수 있는 문제점이 있다. However, the related art has a problem in that the buckling time and the buckling load can be measured using the buckling mode measuring device 10 only when the buckling occurs in the longitudinal center of the test member 11.
즉, 경량형강과 같은 실험부재(11)는 단면적이 균일하더라도 크기가 작고, 두께가 얇기 때문에, 실험부재(11)의 어느 부분에서라도 국부좌굴이 발생할 수 있다. 이 때, 종래기술에 따른 좌굴모드 측정장치(10)는 경량형강을 실험하는 경우에 국부좌굴이 발생되는 경량형강의 위치를 정확하게 예측할 수 없기 때문에, 접촉식 센서를 이용하여 좌굴이 발생되는 정확한 시점과 좌굴하중을 측정할 수 없는 큰 문제점이 있다.That is, even if the test member 11, such as light steel, has a small cross-sectional area and a small thickness, local buckling may occur in any part of the test member 11. At this time, since the buckling mode measuring apparatus 10 according to the related art cannot accurately predict the position of the light steel where the local buckling occurs when the light steel is tested, the exact time point at which the buckling occurs using the contact sensor. And there is a big problem that can not measure the buckling load.
그래서, 종래기술의 좌굴모드 측정장치는 경량형강을 실험하는 경우에 국부좌굴이 발생될 수 있는 여러 위치에 각각 접촉식 센서를 설치 실험하고자 했는데, 이런 다수개의 접촉식 센서를 이용하는 좌굴모드 측정장치는 다수개의 센서를 사용하는데 비해 정확한 좌굴하중을 측정할 수 없는 비효율적인 방식으로 인해 사용되지 않는 실정이다.Thus, the conventional buckling mode measuring device was intended to test the installation of the contact sensor in each of several locations where local buckling may occur when the lightweight steel is tested, the buckling mode measuring device using a plurality of contact sensors Compared to the use of multiple sensors, it is not used due to an inefficient method that cannot measure accurate buckling load.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 제공된 것으로서, 비접촉식 센서가 실험부재의 길이방향을 따라 구동되도록 설치되고, 이런 비접촉식 센서가 실험부재에 발생할 수 있는 국부좌굴을 측정하는 비접촉식 좌굴모드 측정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is provided to solve the problems of the prior art as described above, the non-contact sensor is installed to be driven along the longitudinal direction of the test member, the non-contact buckling to measure the local buckling that can occur in the test member such a non-contact sensor The purpose is to provide a mode measuring device.
앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 좌굴모드 측정장치는 좌굴모드를 측정하고자 하는 실험부재의 일단이 고정된 고정부와, 상기 실험부재의 타단이 고정되며 상기 실험부재에 압축하중을 가력하는 가력부로 구성된 지그에 설치된다. 그리고, 본 발명은 상기 실험부재가 고정된 길이방향으로 상기 실험부재로부터 일정간격 이격되게 설치되는 종형 레일과, 상기 종형 레일에 맞물려 상기 종형 레일을 따라 이동할 수 있는 폐곡선형의 횡형 레일 및, 상기 횡형 레일의 내측쪽에 상기 횡형 레일을 따라 회전 가능하게 결합되어 상기 실험부재에 발생하는 국부좌굴을 측정하는 비접촉식 센서를 포함한다.The buckling mode measuring apparatus of the present invention for achieving the object as described above is fixed to one end of the test member to measure the buckling mode, the other end of the test member is fixed and the compressive load on the test member It is installed in the jig composed of the force portion. In addition, the present invention is a vertical rail which is spaced apart from the experimental member by a predetermined distance in the longitudinal direction the test member is fixed, the horizontal rail of the closed curved rail that can move along the vertical rail in engagement with the vertical rail, and the horizontal type And a non-contact sensor rotatably coupled to the inner side of the rail to measure local buckling occurring in the test member.
또한, 상기 종형 레일에는 상기 횡형 레일이 상기 실험부재의 길이 내에서 이동 가능하게 걸림부재가 설치되는 것이 바람직하다.In addition, the vertical rail is preferably provided with a locking member so that the horizontal rail is movable within the length of the test member.
아래에서는 본 발명에 따른 비접촉식 좌굴모드 측정장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the non-contact buckling mode measuring apparatus according to the present invention will be described in detail.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 부재의 좌굴모드를 상하로 구동되는 비접촉식 센서로 측정하는 장치를 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 좌굴모드 측정장치를 선 A-A의 상부에서 개략적으로 나타낸 평면도이다.FIG. 2 is a front view schematically showing an apparatus for measuring the buckling mode of a member with a non-contact sensor driven up and down according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an upper portion of the line AA of the buckling mode measuring apparatus shown in FIG. 2. Is a plan view schematically shown in FIG.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 비접촉식 좌굴모드 측정장치(20)에는 비접촉식 센서(27)가 실험부재(21)의 상하를 이동하면서 회전하도록 종횡형 레일(25, 26)이 설치되고, 비접촉식 센서(27)는 종횡형 레일(25, 26)을 따라 상하로 이동하면서 실험부재(21)에 발생하는 국부좌굴을 측정한다.2 and 3, in the non-contact buckling mode measuring apparatus 20 of the present invention, the longitudinal rails 25, 26 are rotated so that the non-contact sensor 27 rotates while moving up and down the experiment member 21. The non-contact sensor 27 measures the local buckling occurring in the test member 21 while moving up and down along the longitudinal rails 25 and 26.
비접촉식 좌굴모드 측정장치(20)는 실험부재(21)를 지지 고정하는 지그(22)에 설치되는데, 이런 지그(22)는 직사각형의 구조틀로서, 그 내측에 실험부재(21)인 다양한 형강들이 세워질 정도의 형상크기를 갖는다.The non-contact buckling mode measuring device 20 is installed on the jig 22 for supporting and fixing the test member 21. The jig 22 is a rectangular frame, and various shaped steels, which are the test member 21, can be built therein. It has a shape size of about.
그리고, 하부 지그(22)에는 실험부재(21)의 하단이 끼워져 고정되는 고정부(23)가 결합되고, 상부 지그(22)에는 실험부재(21)에 하중을 가력하고, 실험부재(21)의 상단이 끼워지는 가력부(24)가 결합된다. 그리고, 고정부(23)와 가력부(24)의 사이에는 형강인 실험부재(21)가 길이방향으로 세워져 고정된다.And, the lower jig 22 is coupled to the fixing portion 23 is fitted with the lower end of the test member 21 is fixed, the upper jig 22 is applied to the test member 21 to the load, the test member 21 The upper end portion 24 is fitted with a force portion 24 is coupled. And, between the fixing portion 23 and the force portion 24, the experimental member 21, which is a section steel, is erected in the longitudinal direction and fixed.
그리고, 상하부 지그(22) 사이에는 한 쌍의 종형 레일(25)이 실험부재(21)를 중심으로 일정간격 이격되게 설치 결합되거나, 필요에 따라 다수개의 종형 레일(25)이 실험부재(21)에서 일정간격 이격된 외측 둘레를 따라 설치 결합될 수도 있다.And, between the upper and lower jig 22, a pair of vertical rails 25 are installed and coupled to be spaced apart at regular intervals about the test member 21, or a plurality of vertical rails 25 are connected to the test member 21 as necessary. In the installation may be coupled along the outer circumference spaced apart.
또한, 상기 한 쌍의 종형 레일(25)에는 폐곡선으로 원형상을 갖는 횡형 레일(26)이 맞물리고, 횡형 레일(26)은 지그(22)에 고정된 종형 레일(25)을 따라 상하로 이동하도록 결합 설치된다. 그리고, 비접촉식 좌굴모드 측정장치(20)에는 상기 횡형 레일(26)을 일정한 속도로 상하방향으로 구동시키는 구동장치(도시 안됨)가 설치된다. 또한, 종형 레일(25)의 양 끝에는 횡형 레일(26)이 실험부재(21)의 길이 내에서 상하로 이동되도록, 횡형 레일(26)의 상하이동을 방해하는 걸림부재(도시 안됨)가 각각 결합되어 있다.In addition, the pair of longitudinal rails 25 are engaged with a horizontal rail 26 having a circular shape in a closed curve, and the horizontal rails 26 are moved up and down along the vertical rails 25 fixed to the jig 22. To be installed in combination. In addition, the non-contact buckling mode measuring device 20 is provided with a driving device (not shown) for driving the horizontal rail 26 in the vertical direction at a constant speed. In addition, at both ends of the vertical rail (25), engaging members (not shown) for interfering with movement of the horizontal rail (26), so that the horizontal rail (26) moves up and down within the length of the test member (21), respectively. It is.
그리고, 횡형 레일(26)에는 비접촉식 센서(27)가 횡형 레일(26)을 따라 회전 가능하게 결합된다. 그리고, 비접촉식 센서(27)는 일정한 부피의 형상으로서 횡형 레일(26)를 회전하는 도중에 종형 레일(25)과 간섭될 수 있음으로, 횡형 레일(26)의 내측방향쪽에 결합된다. 이런 비접촉식 센서(27)로는 접촉하지 않으면서 미세한 변위도 측정할 수 있는 레이저 측정기를 사용하고, 이런 비접촉식 센서(27)에서 측정된 자료는 데이터 처리부(28)로 전송되어 처리된다.The non-contact sensor 27 is rotatably coupled to the lateral rail 26 along the lateral rail 26. In addition, the non-contact sensor 27 has a shape of a constant volume and may interfere with the vertical rail 25 while rotating the horizontal rail 26, and thus is coupled to the inner side of the horizontal rail 26. As the non-contact sensor 27, a laser measuring device capable of measuring even minute displacement without contacting is used, and the data measured by the non-contact sensor 27 is transmitted to the data processor 28 for processing.
데이터 처리부(28)는 레이저 측정기에서 측정된 실험부재(21)의 각 극좌표를 직교좌표로 변환하고, 이런 직교좌표에 대한 데이터를 그래픽 모듈로 연결한다. 따라서, 실험자는 실험부재(21)에 발생하는 형상변형을 3차원 데이터로 볼 수 있다. The data processor 28 converts each polar coordinate of the experimental member 21 measured by the laser measuring device into rectangular coordinates, and connects the data about the rectangular coordinates to the graphic module. Therefore, the experimenter can see the shape deformation occurring in the test member 21 as three-dimensional data.
아래에서는 상기와 같이 구성된 비접촉식 좌굴모드 측정장치(20)의 작동관계에 대해서 설명하겠다.Hereinafter, the operation relationship of the non-contact buckling mode measuring device 20 configured as described above will be described.
먼저, 고정부(23)와 가력부(24)의 사이에 좌굴모드를 측정하고자 하는 실험부재(21)를 세워 고정한다. First, the test member 21 to measure the buckling mode between the fixing portion 23 and the force portion 24 is set up and fixed.
그리고, 비접촉식 좌굴모드 측정장치(20)는 실험부재(21)에 최대로 가력할 압축하중을 여러 단계로 설정하고, 가력부(24)를 통해 각 단계별로 압축하중을 가한다. 이 때, 각 단계는 최대 가력할 압축하중에 대한 각 단계 가력 압축하중의 비(%)로서, 각 단계별 압축하중의 비율은 실험자에 의해 결정될 수 있다. In addition, the non-contact buckling mode measurement device 20 sets the compression load to the maximum force to the experimental member 21 in several stages, and applies a compression load in each step through the force unit 24. At this time, each step is the ratio (%) of each step compressive load to the maximum compressive load to be applied, the ratio of the compression load of each step can be determined by the experimenter.
그런 다음에는 최저 단계의 압축하중부터 점차적으로 각 단계의 압축하중을 높여가면서 실험부재(21)에 좌굴이 발생하는지를 확인한다. 이 때, 좌굴의 발생여부는 각 단계에서 실험부재(21)에 압축하중을 가한 상태에서 비접촉식 센서(27)를 종횡형 레일(25, 26)을 따라 회전 이동하면서 실험부재(21)의 전장에 걸친 변위를 측정한다. 즉, 실험부재(21)의 어느 위치에서 국부좌굴이 발생한 경우에는 실험부재(21)에 설정된 각 좌표의 변위에 변화가 생김으로 비접촉식 센서(27)인 레이저 측정기가 되돌아온 레이저신호를 분석하여 좌굴지점을 파악한다. 그리고, 비접촉식 센서(27)에서 측정된 실험부재(21)의 데이터는 데이터 처리부(28)로 전송되고, 비접촉식 좌굴모드 측정장치(20)는 실험부재(21)에 국부좌굴이 발생된 단계의 좌굴하중을 측정할 수 있다.Then, from the lowest compression load, gradually increase the compression load of each step, and check whether the buckling occurs in the test member 21. At this time, whether or not buckling is generated is applied to the entire length of the test member 21 while the non-contact sensor 27 is rotated along the longitudinal rails 25 and 26 while the compressive load is applied to the test member 21 at each step. Measure over displacement. That is, when a local buckling occurs at a certain position of the test member 21, a change occurs in the displacement of each coordinate set in the test member 21, thereby analyzing the laser signal returned by the laser measuring device, which is the non-contact sensor 27, to the buckling point. Figure out. Then, the data of the experimental member 21 measured by the non-contact sensor 27 is transmitted to the data processing unit 28, the non-contact buckling mode measuring device 20 is the buckling of the stage that the local buckling is generated in the experimental member 21 The load can be measured.
앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 비접촉식 좌굴모드 측정장치는 실험부재의 전장에 걸친 좌굴발생 여부를 확인할 수 있기 때문에, 국부좌굴이 발생할 수 있는 경량형강과 같은 실험부재에서도 정확한 좌굴하중과 좌굴지점을 측정할 수 있는 장점이 있다.As described in detail above, the non-contact buckling mode measuring apparatus of the present invention can determine whether the buckling occurs over the entire length of the test member, so that even in the test member, such as lightweight steel that can cause local buckling, the accurate buckling load and the buckling point There is a measurable advantage.
이상에서 본 발명의 비접촉식 좌굴모드 측정장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.Although the technical idea of the non-contact buckling mode measuring apparatus of the present invention has been described above with the accompanying drawings, this is illustrative of the best embodiment of the present invention and is not intended to limit the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
도 1은 종래기술에 따른 부재의 좌굴모드를 접촉식 센서로 측정하는 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,1 is a view schematically showing an apparatus for measuring the buckling mode of a member according to the prior art with a contact sensor,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 부재의 좌굴모드를 상하로 구동되는 비접촉식 센서로 측정하는 장치를 개략적으로 나타낸 정면도이고,2 is a front view schematically showing an apparatus for measuring the buckling mode of the member according to an embodiment of the present invention with a non-contact sensor driven up and down,
도 3은 도 2에 도시된 좌굴모드 측정장치를 선 A-A의 상부에서 개략적으로 나타낸 평면도이다.FIG. 3 is a plan view schematically showing the buckling mode measuring device shown in FIG. 2 from the top of the line A-A.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠♠ Explanation of symbols on the main parts of the drawing ♠
11, 21 : 실험부재 10 : 좌굴모드 측정장치11, 21: test member 10: buckling mode measuring device
12, 13 : 상하부 고정부 14, 24 : 가력부12, 13: upper and lower fixing part 14, 24: tension part
15, 17, 18 : 제 1, 제 2, 제 3접촉식 센서15, 17, 18: 1st, 2nd, 3rd contact sensor
25 : 종형 레일 26 : 횡형 레일 25: vertical rail 26: horizontal rail
27 : 비접촉식 센서 28 : 데이터 처리부27 non-contact sensor 28 data processing unit
Claims (2)
Priority Applications (1)
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| KR10-2002-0083631A KR100516335B1 (en) | 2002-12-24 | 2002-12-24 | The buckling mode measuring equipment without touching |
Applications Claiming Priority (1)
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