KR100750240B1

KR100750240B1 - 복합재료의 전단시험방법 및 전단시험기

Info

Publication number: KR100750240B1
Application number: KR1020060061015A
Authority: KR
Inventors: 조백순; 최은수; 권오섭; 백성용; 윤종성; 김성옥; 정두회
Original assignee: 인제대학교 산학협력단
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2007-08-17

Abstract

본 발명은 복합재료인 시편의 전단응력 및 전단탄성계수를 구할 수 있는 전단시험방법 및 전단시험기에 관한 것으로서, 상부 및 하부 가력수단(A,B)에 의하여 취급 및 제작이 간단한 전단시편에 순수, 균일 전단응력을 발생시켜 정밀한 전단응력 및 전단탄성계수를 용이하게 측정할 수 있으며, 전단시험기는 전체 구성을 조립식으로 제작, 설치할 수 있어 매우 효율적인 전단시험이 가능하게 된다.

전단시험기

Description

복합재료의 전단시험방법 및 전단시험기{SHEAR PROPERTY TEST APPARATUS AND SHEAR PROPERTY TEST METHOD FOR FIBER REINFORCED PLASTICS}

도 1a, 도 1b, 도 1c, 도 1d 및 도 1e는 본 발명의 전단시편, 전단시편의 가력도, 유한요소해석에 의한 전단시편의 메쉬(mesh)와 하중조건 및 경계조건, 유한요소해석에 의한 전단시편의 응력분포도 및 전단시편의 전단시험기 설치도를 도시한 것이다.

도 2는 본 발명의 전단시험기 조립도이다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 완성된 전단시험기와 전단시편의 설치도 및 설치완성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:전단시편 200:지지부

210,220:지지판 300:하중전달부

310:고정블록 320:회전베어링

330:원형봉 400:접지부

410:접지블록 420:고정판

430:측면판

본 발명은 복합재료의 전단시험방법 및 전단시험기에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 복합재료인 시편의 전단응력 및 전단탄성계수를 구할 수 있는 전단시험방법 및 전단시험기에 관한 것이다.

복합재료(Fiber Reinforced Plastics)는 재료의 경량화가 요구되는 항공 산업에서 개발이 주도되어왔으며, 오늘날 건설용, 스포츠용, 자동차용, 레저용 등 거의 모든 산업에서 실용화되고 있다.

하지만 건설용 복합재료는 항공용 복합재료 보다 우수한 재료성능을 요구하지 않는 것이 일반적이며, 제조공법도 상이할 수 있다. 따라서 건설용 복합재료(탄소섬유판, 유리섬유판 등)에 적합한 제조방식으로 제조된 복합재료 단면은 항공용 복합재료 단면보다 균질성이 떨어지는 것이 통상적이다.

또한 현재 사용 중인 복합재료의 전단재료성능 측정을 위한 표준 실험방법(ASTM과 KS 규격 등)들은 대부분 항공용 복합재료에 적합한 실험방법들이며, 이들 표준전단실험방법은 단면의 균질성이 정교하지 못한 건설용 복합재료에 적용하기에는 무리가 있다는 문제점이 있었다.

상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 단면의 균질성이 정교하지 못한 건설용 복합재료에 있어서 순수하고 균등한 크기의 전단응력을 발생시키되 이러한 전단응력이 최대로 발생되도록 하여 보다 정밀한 전단응력과 전단탄 성계수를 측정할 수 있는 복합재료의 전단시험방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 전단시편의 제작에 있어 보다 단순한 형상과 간단히 취급되어 시험이 용이한 형태의 전단시편을 이용한 복합재료의 전단시험방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 기계적으로 간단하며 쉽게 작동하여 취급이 용이한 전단시험기를 제공하는 것이다.

상기 기술적과제를 달성하기 위하여

본 발명의 전단시험방법은

중앙부 상하면에 파여진 노치(110)가 형성되며 폭보다 길이가 더 연장되도록 형성된 직육면체 판재 형태의 전단시편(100)에, 상기 노치(110)를 경계로 양 단부 측에 수직접지하중이 방향을 달리하여 가해지되, 상기 수직접지하중이 노치 양 쪽으로 좌우대칭을 이루도록 하여, 전단시편의 양 내측 수직접지하중과 외측 수직접지하중에 의한 우력이 서로 상쇄되어 내측 수직접지하중 사이에는 균일하고도 최대의 전단응력이 발생되도록 하였으며,

본 발명의 전단시험기는

지지판(210,220)을 포함하는 지지부(200);

상기 지지부의 일면에 두 쌍의 이격된 고정블록(310)에 양 단부가 삽입되어 장착된 한 쌍의 원형봉(320)을 포함하는 하중전달부(300);

상기 각 원형봉(320)의 외주면이 면접되도록 굴곡된 일 접면을 가지면서 반 대측 접지면은 전단시편의 상면 또는 하면이 면접하는 수평면으로 형성된 접지블록(410)을 포함하는 접지부(400);를 포함하는 상부 및 하부 가력수단(A,B)이 전단시편(100)의 상면 및 하면에 장착되되 서로 수직방향으로 어긋나도록 배치되어 전단시편(100)에 전단응력이 발생되도록 하였다.

또한 상기 원형봉(320)의 양 단부는 래디얼 볼 베어링을 포함하는 회전베어링(330)이 더 설치되어 고정블록(310)에 장착되도록 하였으며,

상기 접지블록(410)의 접지면에는 폭이 긴 체결공이 이격되어 한 쌍이 더 형성되며, 상기 체결공에 볼트를 포함한 체결구에 의하여 위치를 세팅할 수 있는 고정판(420)이 각각 더 설치되도록 하였으며,

상기 고정판(420)의 위치를 구속 또는 세팅하기 위하여 접지블록(410)의 양 측면에 측면판(430)이 더 장착되어 측면판의 상부가 고정판의 측면을 지지하도록 하였다.

이하, 본 발명에 따른 복합재료의 전단시험방법 및 전단시험기를 도면에 도시된 실시예를 참조하여 상세하게 설명하며, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.

<복합재료의 전단시험방법>

도 1a는 본 발명의 전단시험방법에 이용되는 전단시편(100)을 사시도로 도시한 것이며, 도 1b는 본 발명에 따른 효과를 얻기 위한 전단시편(100)에 가해지는 가력도를 도시한 것이고, 도 1c는 유한요소해석법에 의하여 모델링된 전단시 편(100)을 도시한 것이고, 도 1d는 상기 해석에 의한 응력분포도, 도 1e는 상기 가력도에 의하여 실제 전단시험기에 세팅된 상태를 도시한 것이다.

먼저, 본 발명의 전단시편(100)은 도 1a와 같이 전체적으로 직육면체 판재형태로 제작된다. 전단시편은 복합재료(Fiber Reinforced Plastics)로서 건설용 탄소섬유판, 유리섬유판, 아라미드 섬유판과 같은 재질이 될 수 있으며, 이러한 전단시편은 가공성이 양호하므로 몰딩을 이용하여 소정의 직육면체 판재형태로 제작하면 된다. 이러한 전단시편(100)의 개략 중앙부에는 V 자형 노치(110, Notch)가 형성되어 있다.

이러한 전단시편은 비 균질 형태의 재료라는 특성에 의하여 통상의 전단시험기에 의하여 전단실험을 하는 경우 각 측정 부위마다 균일한 전단응력이 발생한다고 전제하기 어렵고 측정된 전단응력이 그 재료에 특성에 따른 최대 전단응력 값에 해당된다고 전제하기 어렵다.

이에 본 발명에서는 비 균질 재료 특성에 따른 정확한 전단응력을 구하기 위하여 전단시험기에 장착된 전단시편에 전단력을 가할 경우 균질하고도 최대 전단응력이 발생되는 가력부위(C)를 인위적으로 형성시키고, 이러한 가력부위(C)의 전단변형률값을 스트레인 게이지(Strain Gauge)와 같은 부착형 센서를 이용하여 취득할 수 있도록 하였다.

이에 본 발명에서는 상기 가력부위(C)를 인위적으로 형성시키기 위하여 최적의 전단시편 크기를 제시하여 취급이 용이하도록 하였으며, 더불어 가해지는 가력의 위치 및 가력크기를 조정하였다.

먼저, 도 1a와 같이 전단시편(100)의 전체 길이(L)는 20cm로 하고 전체높이(H)는 4cm로 하고 전체 폭(D)은 최대 4cm로 하였다. 또한 중앙부에 전단시편의 상면 및 하면에 각각 형성된 V 자형 노치(110, Notch)의 깊이(h)는 1cm로 하였으며, 노치의 각도는 90도가 되도록 하였으며, 폭(D)보다는 전체 길이(L)가 훨씬 길도록 연장 형성되어 있음을 알 수 있다.

이러나 전단시편(100)의 크기를 제한적으로 적용함으로서 취급, 제작이 편리하고 전단시험기에 의한 측정값들의 일관성을 유지하기 용이하다는 장점이 있다. 즉, V 자형 노치(110)를 기준으로 한 전단시편은 제작이 용이하고, 양 단부 측을 실험자가 손으로 잡기 쉬워 취급이 용이하게 된다.

도 1b에 의하면 전단시편(100)에 가해지는 가력위치를 확인할 수 있는데, 이는 가력부위(C)에 순수한 전단응력이 발생되도록 하고, 이러한 전단응력은 균일하게 발생되도록 하며, 발생된 전단응력이 전단시편에 있어서 최대값이 될 수 있도록 하는 가력위치라 할 수 있다.

즉, 먼저 V 자형 노치(110)를 기준으로 일 단부 측(도 1b를 기준으로 하면 좌측)에 수직접지하중(P1(하향),P2(상향))이 방향을 달리하여 가해지도록 하였다.

상기 수직접지하중 P1은 V 자형 노치(110)의 좌측 부근에 위치하도록 하였으며, 도 1a에 의하면 V 자형 노치(110) 중앙로부터 2.5cm 되는 위치라 할 수 있다. 다른 수직 접지하중 P2는 전단시편(100)의 좌측 단부 쪽으로 위치하도록 하였으며, 도 1a에 의하면 V 자형 노치(110) 중앙로부터 7.5cm 되는 위치라 할 수 있다.

이러한 수직접지하중 P1 및 P2는 서로 방향이 반대로 작용하도록 하였으며, 그 크 기는 P1이 적어도 P2 보다는 커지도록 조정한다.

V 자형 노치(110)를 기준으로 타 단부 측(도 1b를 기준으로 하면 우측)에도 동일한 위치 및 크기의 수직접지하중(P3,P4)이 각각 반대방향으로 가해지도록 하되 그 크기는 동일하게 가해지도록 한다. 즉 P1=P3, P2=P4 이 되도록 한다.

본 발명에서는 P1, P3를 내측 수직접지하중이라하고 P2, P4를 외측 수직접지하중이라 지칭한다.

이러한 내측 수직접지하중은 노치(110)를 기준으로 서로 방향이 반대이고 같은 크기를 가지므로 일정한 우력(M1)을 발생시키게 되며, 역시 외측 수직접지하중도 서로 방향이 반대이고 같은 크기를 가지므로 일정한 우력(M2)을 가지게 되며, 우력(M1)과 우력(M2)은 서로 방향이 반대가 된다.

이에 내측 수직접지하중(P1,P3)의 크기를 적어도 외측 수직접지하중(P2,P4)보다 크도록 하되, 우력(M1)과 우력(M2)은 서로 상쇄될 수 있도록 내측 수직접지하중(P1,P3) 및 외측 수직접지하중(P2,P4)의 크기를 조정하게 된다.

이렇게 조정된 수직접지하중에 의하여 발생된 전단력도를 살펴보면 내측 수직접지하중 사이(C 구간)에는 순수하게 균일한 전단력이 발생함을 알 수 있으며, 휨 모멘트도를 살펴보면 휨 모멘트가 C 구간에 발생하기는 하나 정 중앙부에는 휨 모멘트가 제로 상태임을 알 수 있어, 적어도 상기 C구간에는 전단력이 균일하고, 휨 모멘트가 제로 상태인 노치 정 중앙부는 순수한 전단력이 최대값을 가질 수 있음을 알 수 있다.

즉, 내측 및 외측 수직접지하중의 가력 위치 및 크기를 조정하여 내측 수직 접지하중 사이(C 구간)를 가력구간(C)으로 하여 전단시편(100)에 순수하고 균일한 최대 전단응력이 발생될 수 있음을 알 수 있다.

이러한 전단변형률은 통상의 스트레인 게이지와 같은 부착형 센서를 이용하여 그 전단변형률을 측정하는 경우 비 균질 복합재료라 할지라도 일관되고 정밀한 전단탄성계수 측정이 가능하게 된다.

도 1c는 이를 검증하기 위하여 전단시편(100)에 대한 유한요소해석(FEM)에 의한 응력분포를 도시한 것이다.

즉, 전단시편에 작용된 전단응력, 수직응력, 수평응력을 분석하기 위하여 선형탄성모델를 이용한 유한요소해석(Finite Element Alanysis)을 실행하였다.

총 1,176개의 요소와 1,301 점으로 구성된 메쉬(mesh)와 하중조건 및 경계조건이 도 1c에서 확인할 수 있다.

전단시편 중앙부(V자형 노치 지역)의 응력분포를 고찰하기 위하여, 시편 중앙부에 조밀한 메쉬를 사용하였으며, 유한요소해석 결과 전단시편에 작용된 평균전단응력에 대한 V자형 노치 상, 하축에 작용된 전단응력, 수직응력, 수평응력분포를 도 1d에 도시하였다.

평균전단응력은 시편의 V자형 노치 축에 작용된 전단력을 V자형 노치의 단면적으로 나눈 값이다. 이상적인 전단실험은 V자형 노치 축상에 수직응력과 수평응력은 발생하지 않아야 하며, 전단응력만이 작용된 순수 전단구간이 확보되어야한다.

유한요소해석 결과 응력집중현상으로 전단응력은 V자형 노치 끝에서 최대이며, 전단시편의 중앙부로 갈수록 감소하는 것으로 나타났다. 전단시편 중앙부에서 는 전단응력이 거의 일정한 것으로 나타났으며, 평균전단응력에 대한 시편에 작용된 전단응력은 1.0에 근접하는 것으로 나타났다.

V자형 노치 축에 작용된 수직응력 및 수평응력은 평균전단응력과 비교할 때 미미한 것으로 나타나, 시편의 중앙부에 작용된 수직응력과 수평응력은 무시할 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 유한요소해석 결과 시편 중앙부에 작용된 수직응력과 수평응력은 전단응력과 비교할 때 미미한 것으로 나타나 무시할 수 있으며, 전단응력은 균일한 것으로 나타났다. 따라서 전단시편의 중앙부인 가력부위(C)에 순수 및 균일한 전단영역이 확보될 수 있음을 알 수 있다.

도 1e는 이러한 전단시편(100)에 수직접지하중을 가하기 위하여 전단시험기(A,B)에 장작된 상태를 도시한 것이다.

즉, 상기 전단시편(100)의 상면 및 하면은 후술되는 전단시험기(A,B)에 면접되어 소요의 내측 및 외측 수직접지하중이 가해지게 된다.

<전단시험기>

도 2는 본 발명의 상기 전단시험기 조립도를 도시한 것이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 전단시험기와 전단시편의 설치도 및 설치완성도를 도시한 것이다.

도 2에 의하면 먼저 지지판(210,220)을 제작하게 되며, 이러한 지지판은 전단시험기에 있어 하중이 가해지는 판재 역할을 하게 되며 도 3과 같이 상부 및 하부지지판(210,220)으로 각각 제작하게 된다.

본 발명에서는 이러한 상부 및 하부지지판(210,220)을 지지부(200)라 지칭하며, 1개의 지지판을 기준으로 설명한다.

이러한 지지판(210) 상면에는 4개의 고정블록(310)이 장착되는데, 상기 고정블록(310)은 하부판(311)에 베어링공(312)이 형성된 수직블록(313)이 일체로 성형될 수 있도록 가공 제작되며, 알루미늄 또는 강재로 제작할 수 있을 것이다.

상기 하부판(311)에는 볼트공이 형성되어 지지판(210)의 파여진 홈(211)에 형성시킨 고정홀(212)에 볼트 또는 스크류(314)에 의하여 고정블록(310)이 체결 고정될 수 있도록 한다.

즉, 상기 고정블록(310)은 서로 마주보는 한 쌍의 고정블록이 서로 이격되어 전체적으로 두 쌍이 지지판(210)에 설치되도록 한다.

상기 고정블록(310)에 형성된 베어링공(312)에는 래디얼 볼 베어링을 포함하는 회전베어링(320)이 장착되고, 상기 회전베어링(320)에는 고정블록과 동일한 재질의 원형봉(330)의 양 단부가 삽입되어 장착된다.

이로써 원형봉(330)은 회전이 구속되지 않게 되어 회전구속에 의한 마찰력 등에 의한 불필요한 응력발생이 방지될 수 있게 된다.

위 고정블록(310), 회전베어링(320) 및 원형봉(330)을 본 발명에서는 하중전달부(300)라 지칭한다.

이에 지지판(210)에 하중이 가해지게 되면, 이 하중은 하중전달부(300)를 구성하는 고정블록(310), 회전베어링(320)을 통해 원형봉(330)으로 전달될 수 있도록 한다.

상기 원형봉(330)에는 전단시편(100)에 수직접지하중을 전달하는 접지블록(410)이 설치되는데, 이러한 접지블록은 전체적으로 직육면체 형태로 제작되되, 역시 고정블록, 원형봉과 같은 재질로 제작될 수 있다.

원형봉(330)이 삽입되어 면접될 수 있도록 일면에는 내측굴곡면(411)이 형성되어 있고, 원형봉이 삽입 지지될 수 있도록 원형봉의 직경에 대응하는 관통공(412)이 양 측 단부에 형성되도록 한다. 이러한 접지블록(410)은 원형봉이 카트리지 형태로 삽입되어 장착될 수 있도록 하는 일 기능을 가지게 된다.

이에 원형봉(330)에 전달된 하중은 응력집중 없이 상기 내측굴곡면(411)을 경유하여 접지블록에 하중이 분산되어 원활하게 전달할 수 있게 된다.

이러한 접지블록(410)의 반대측 면은 수평한 수평면(413)으로 형성되어 전단시편(100)과 직접 맞닿게 되는데 이로서 접지블록(410)으로 전달된 분산된 하중은 전단시편(100)에 그대로 전달될 수 있게 되어 전단시편(100)에 응력이 집중되어 전달되는 현상을 근본적으로 방지할 수 있어 보다 정밀한 전단응력 측정이 가능하게 된다.

이러한 접지블록 수평면에는 고정판(420)이 설치될 수 있도록 고정홀(414)이 형성되며, 상기 고정판은 판재 형태로 내측에는 폭이 긴 체결공(421)이 형성되어, 스크류 또는 볼트(422)가 체결공에 삽입되어 최종 고정홀(414)에 체결될 수 있도록 한다.

상기 폭이 긴 체결공(421)에 의하여 고정판의 위치를 체결공의 폭을 따라 조절할 수 있어 결국 고정판의 위치 조정이 가능하게 된다.

이러한 고정판(420)은 한 쌍이 접지블록(410)의 수평면(413)에 설치될 수 있도록 한다.

이에 고정판(420)과 고정판(420) 사이의 노출된 수평면에 전단시편이 맞닿아 설치될 수 있도록 하게 되며, 고정판(420)과 고정판(420) 사이를 조절함으로써 전단시편의 위치 및 크기에 효율적으로 대응할 수 있게 된다.

이러한 고정판(420)은 볼트 및 스크류(422)에 의하여 접지블록(410)에 체결되어 있으므로 자칫 위치 고정이 불안전할 수 있다는 점을 고려하여 접지블록(410) 양 측면에는 고정판(420)의 위치를 제어할 수 있는 체결공(416)을 형성시키고, 이러한 체결공(416)에 측면판(430)이 역시 볼트 또는 스크류(432)에 의하여 관통공(431)을 관통하여 장착될 수 있도록 한다.

이러한 측면판(430)의 중앙부는 전단시편(100)이 접지블록(410)의 수평면(413)에 맞닿는 것을 방해하지 않도록 중앙부가 블록 아웃되고, 블록아웃되지 않은 상부는 고정판(420)의 측면에 접하도록 설치된다.

위에서 살펴본 접지블록(410), 고정판(420) 및 측면판(430)을 본 발명에서는 접지부(400)라 지칭한다.

결국, 본 발명의 전단시험기는 지지판(200)에 하중전달부(300) 및 접지부(400) 모두가 서로 볼트 또는 스크류에 의하여 조립되어 완성되므로 그 제작, 설치가 간편하고 취급이 용이하며, 파손부위가 있는 곳만 교체가 가능하여 매우 효율적인 전단시험기 제작이 가능하게 된다.

위와 같이 지지부(200), 하중전달부(300) 및 접지부(400)를 통틀어 본 발명에서는 가력부(A,B)로 지칭하도록 한다.

이러한 가력부는 도 3과 같이 상부 가력부(A) 및 하부 가력부(B)로 구분되어 본 발명의 전단시험기로 구성된다.

이에 전단시편(100)은 상부가력부(A) 및 하부가력부(B)의 각 접지부(400)에 상면 및 하면이 맞닿아 설치되게 된다.

이때 상부 및 하부가력부(A,B)와 전단시편(100)이 맞닿는 부위가 바로 도 1b에 살펴본 내측 및 외측 수직접지하중의 가력 위치가 되도록 세팅되면 위에서 살펴본 전단시편(100)에 있어 소요의 정밀한 전단응력 및 이를 통한 전단탄성계수의 측정이 가능하게 될 것이다.

도 4를 참조하면, 전단시편이 위와 같은 내측 및 외측 수직접지하중의 가력 위치에서 전단시편(100)이 전단시험기에 의한 하중을 전달받을 수 있도록 세팅된 전단시험기와 전단시편의 완성된 세팅상태를 살펴볼 수 있는데, 전체적으로 상부가력부(A) 및 하부가력부(B)에 의한 내측 및 외측 수직접지하중이 상부 및 하부에 있어 서로 엇갈리도록 세팅되어 있음을 알 수 있다.

또한 상부가력부(A) 및 하부가력부(B)에 직접 하중을 가하는 구성은 역시 통상의 시험기를 이용할 수 있을 것이다.

본 발명의 전단시편 및 전단시험기에 의하여, 건설용 복합재료 단면의 비균질성 극복이 고려된 전단시편 크기를 제공하고, 순수 및 균등 전단구간의 확보가 고려된 전단시편의 크기 및 형태를 제공하고, 전단응력-변형률 선도와 전단탄성계수의 측정을 위한 스트레인게이지 부착의 용이성이 고려된 전단시편이 제공되고, 단순한 형상과 실험 중 다루기 쉬운 전단시편이 제공되고, 전단시편에 종래와 달리 전단응력 측정을 위한 부가물을 부착하지 않아 전단시편 취급이 용이하고, 전단시편 설치에 대한 시간 및 노동력을 최소화할 수 있으며, 래디알 볼 베어링을(radial ball bearing)을 설치하여 강재봉의 회전마찰을 최소화하여 보다 정밀한 전단응력 측정이 가능하게 되며, 전단시편의 국부파괴를 방지하기 위하여 강재봉과 전단시편 사이에 접지블록을 설치하여 하중을 분산시켜 작용케 함으로써 전단시편 파손 및 이로 인한 전단응력 측정값의 정밀화를 유도할 수 있으며, 전단시편 두께의 변화에 대한 적응성이 높고, 전단실험기의 사용이 용이하여 특별한 경험없이도 손쉽게 정밀한 전단응력 측정이 가능하게 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

Claims

중앙부 상하면에 파여진 노치가 형성되며 폭보다 길이가 더 연장되도록 형성된 직육면체 판재 형태의 전단시편에, 상기 노치를 경계로 양 단부 측에 수직접지하중이 방향을 달리하여 가해지되, 상기 수직접지하중이 노치 양 쪽으로 좌우대칭을 이루도록 하여, 전단시편의 양 내측 수직접지하중과 외측 수직접지하중에 의한 우력이 서로 상쇄되어 내측 수직접지하중 사이에는 균일한 전단응력이 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 비 균질 복합재료의 전단시험방법.
제 1항에 있어서, 상기 내측 수직접지하중의 크기는 외측 수직접지하중보다 크도록 하여 내측 수직접지하중 사이의 전단응력이 전단시편에 있어 최대값을 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 비 균질 복합재료의 전단시험방법.
지지판을 포함하는 지지부;

상기 지지부의 일면에 두 쌍의 이격된 고정블록에 양 단부가 삽입되어 장착된 한 쌍의 원형봉을 포함하는 하중전달부;

상기 각 원형봉의 외주면이 면접되도록 굴곡된 일 접면을 가지면서 반대측 접지면은 전단시편의 상면 또는 하면이 면접하는 수평면으로 형성된 접지블록을 포함하는 접지부;를 포함하는 상부 및 하부 가력수단이 전단시편의 상면 및 하면에 장착되되 서로 수직방향으로 어긋나도록 배치되어 전단시편에 전단력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 전단시험기.
제 3항에 있어서, 상기 원형봉의 양 단부는 래디얼 볼 베어링을 포함하는 회전베어링이 더 설치되어 고정블록에 장착되는 것을 특징으로 하는 전단시험기.
제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 접지블록의 접지면에는 폭이 긴 체결공이 이격되어 한 쌍이 더 형성되며, 상기 체결공에 볼트를 포함한 체결구에 의하여 위치를 세팅할 수 있는 고정판이 각각 더 설치되며 상기 고정판 사이의 노출된 접지면에 전단시편의 상면 및 하면이 접하여 전단시편과 접지블록은 서로 면접되어 전단시편에 수직접지하중이 가해지는 것을 특징으로 하는 전단시험기.
제 5항에 있어서, 상기 고정판의 위치를 구속 또는 세팅하기 위하여 접지블록의 양 측면에 측면판이 더 장착되어 측면판의 상부가 고정판의 측면을 지지하도록 하는 것을 특징으로 하는 전단시험기.