KR100903165B1 - 인장 크리프 시험기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시험편을 고정하기 위한 한 쌍의 그립이 각각 상단과 하단에 장착되고, 상기 각각의 그립으로부터 소정의 간격을 두고 한 쌍의 측정바가 시험편의 각각 상. 하부에 설치되되, 상기 상부 측정바는 본체의 상단을 관통하며 상. 하로 이동되는 이동 프레임과 결합되며, 상기 이동 프레임의 상단에 측정부가 구비되어 상기 측정부에서 인출되는 하나의 와이어가 하단 측정바에 연결된 측정실을 포함하는 인장 크리프 시험기에 관한 것으로,
상기 인장 크리프 시험기는 하나의 와이어로 시험편의 증가 길이를 측정하여 바로 인장 크리프의 산출이 가능하므로 그 오차 허용률을 줄여 측정 정밀도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 측정부에 구비된 와이어의 인출 구성부를 줄일 수 있어 구조의 단순화 및 제조비용의 절감 효과가 있다.
인장 크리프, 그립, 측정바, 이동 프레임, 측정부, 가변 와이어

Description

인장 크리프 시험기{A tensile creep tester}
도 1은 종래의 인장 크리프 시험기를 나타낸 사시도
도 2는 도 1의 인장 크리프 시험기의 측정실을 나타낸 정면도
도 3은 본 발명의 인장 크리프 시험기의 측정실을 나타낸 정면도
도 4는 도 3의 주요 구성부를 확대하여 나타낸 부분분해 사시도
도 5는 본 발명의 인장 크리프 시험기의 측정과정을 설명하기 위한 정면도
<도면의 주요부호에 대한 상세한 설명>
100 : 본체
100A : 측정실
10a : 하단 그립 10b : 상단 그립
20a : 하부 측정바 20b : 상부 측정바
30 : 이동 프레임
31 : 이동봉 32 : 지지판
33 : 거치판
40 : 측정부
41 : 가변 와이어
본 발명은 인장 크리프 시험기에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 고분자 재질의 지오그리드 등을 시험편으로 하여 인장 크리프를 측정함에 있어 그 측정 정밀도를 높일 수 있는 인장 크리프 시험기에 관한 것이다.
통상적으로 토목 및 건축 분야에 사용되는 재료들은 사용하기에 앞서 그 물성이 사용목적에 부합되는지 확인하기 위하여 미국재료시험협회(American Society for Testing and Materials, ASTM)나 한국산업규격(Korean Industrial Standard, KS)에서 규정된 시험방법에 따라 각종 기계적 특성을 측정한다.
예를 들어, 옹벽을 구축함에 있어 지반보강을 위해 사용되는 각종 고분자 지오그리드는 옹벽의 형태변형 및 분리의 원인이 되는 크리프의 특성을 확인하기 위하여 인장 크리프(tensile creep)를 측정하는 것이 바람직하다.
이러한 인장 크리프는 지오그리드와 같은 시험편을 하중 인가용 추에 연결하여 중력방향으로 잡아당기거나, 모터에 연결된 스크류에 연결하고 작용방향으로 서로 잡아당겨 무게에 따른 시험편의 증가길이를 측정하고, 늘어난 길이를 초기 길이로 나눈 변형률을 바탕으로 인장 크리프 신도를 산출하도록 되어 있다.
도 1은 종래의 인장 크리프 시험기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 인장 크리프 시험기의 측정실을 나타낸 정면도이다.
이에 도시된 바와 같이, 종래 인장 크리프 시험기는 시험편의 측정이 이루어지는 측정실(100A)이 구비된 본체(100)와; 상기 본체(100) 하단 내부에 구비되어 시험편에 하중을 가하기 위한 하중가압부(미도시)와; 본체(100) 상단에 설치되어 시험편의 늘어난 길이를 측정하는 측정부(200)와, 상기 본체(100)와 별도로 구비되어 모터에 제어신호를 보내 스크류를 회전시켜 시험편에 가하는 하중을 조절하는 것과 같은 시험기의 작동을 관할하는 컨트롤부(300);로 구성된다.
또한, 상기 측정실(100A) 내에는 시험편을 하중방향으로 고정시키기 위한 그립(110)가 각각 상. 하단에 구비되며, 각각의 상. 하 그립(110)으로부터 소정의 간격을 두고 상. 하 측정바(120)가 시험편에 고정되고, 상기 상. 하 측정바(120)에는 측정부(200)로 부터 인출되는 가변 와이어(130a,130b))가 각각 연결된다.
이와 같은 구성을 갖는 인장 크리프 시험기의 측정방법을 살펴보면, 일정길이로 잘라낸 시험편을 측정실(100A) 내의 상. 하 그립(110)에 각각 고정시키고, 한 쌍의 측정바(120)를 시험편의 상. 하단에 각각 설치한 후, 상기 상단의 측정바(120)에 제1 와이어(130a)와 하단의 측정바(120)에 제2 와이어(130b)를 연결하여 측정준비를 완료한 다음, 컨트롤부(300)에서 사용자가 입력한 하중에 도달하도록 시험편에 일정 하중을 지속적으로 주면서 늘어난 제2 와이어(130b)의 길이(b)와 늘어난 제1 와이어(130a)의 길이(a)를 측정하고, (b)의 길이에 (a)의 길이를 뺀 (c)부분의 길이에 대해서만 인장변형에 따른 크리프 신도를 산출하게 된다.
그러나, 이와 같이 이루어지는 측정방법은 측정부(200)에서 두개의 가변 와이어(130a,130b)가 별도로 인출되어야 하기 때문에 측정부(200)의 구조가 복잡해지 고, 측정방법상 상기 와이어(130a,130b)에 의해 (a)부분과 (b)부분의 길이를 각각 측정한 다음 빼는 과정에서 미세한 오차가 발생될 수 있으며, 이는 신도 측정의 오차를 발생시키는 요인이 되고 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래 인장 크리프를 측정하기 위한 산출방법에서 탈피하여 측정 정밀도를 전반적으로 개선할 수 있는 인장 크리프 시험기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
시험편의 측정이 이루어지는 측정실이 구비된 본체와; 상기 본체 하단 내부에 구비되어 시험편에 하중을 가하는 하중 가압부와; 본체 상단에 설치되어 가변 와이어가 인출되는 측정부와; 상기 본체와 별도로 구비되어 시험기의 작동을 제어하는 컨트롤부;를 포함하는 인장 크리프 시험기에 있어서,
상기 측정실의 내부에는 시험편을 고정하기 위한 한 쌍의 그립이 각각 상단과 하단에 장착되고, 상기 그립으로부터 소정의 간격을 두고 한 쌍의 측정바가 시험편의 각각 상. 하부에 설치되되, 상부 측정바는 본체의 상단을 관통하며 상. 하로 이동되는 이동 프레임과 결합되며, 상기 이동 프레임의 상단에 측정부가 구비되어 상기 측정부에서 인출되는 하나의 와이어가 하단 측정바에 연결된 것을 특징으로 하는 인장 크리프 시험기를 제공함으로써 달성된다.
이하에서는 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 도시된 실시예에 따라 구체적으로 설명하기는 하나, 본 발명이 도면에 도시된 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.
먼저, 본 발명의 인장 크리프 시험기는 시험편의 측정이 이루어지는 측정실이 구비된 본체와; 상기 본체 하단 내부에 구비되어 시험편에 하중을 가하는 하중 가압부와; 본체 상단에 설치되어 가변 와이어가 인출되며, 증가된 와이어의 길이를 측정하는 측정부와; 상기 본체와 별도로 구비되어 시험기의 작동을 제어하는 컨트롤부;를 포함한다.
이와 같은 구성부에 있어서, 하중 가압부와 측정부, 컨트롤부는 종래 인장 크리프 시험기로부터 동일하게 적용할 수 있는 부분으로서, 이에 대해서는 이미 전술한 종래 기술에서 설명한 적이 있는 바, 이하에서는 본 발명의 특징이 되는 본체의 측정실을 중심으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 인장 크리프 시험기의 측정실을 나타낸 정면도이고, 도 4는 도 3의 주요 구성부분을 확대하여 나타낸 부분분해 사시도이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 본체(100)의 측정실(100A) 내부에는 시험편을 고정하기 위한 한 쌍의 그립(10a,10b)이 각각 상단과 하단에 장착되고, 상기 각각의 그립(10a,10b)으로부터 소정의 간격을 두고 한 쌍의 측정바(20a,20b)가 시험편(A)의 각각 상. 하부에 설치되어 있으며, 상기 한 쌍의 측정바(20a,20b) 중에 서 상부 측정바(20b)는 본체(100)의 상단을 관통하며 상. 하로 이동되는 이동 프레임(30)과 결합되어 있고, 상기 이동 프레임(30)의 상단에는 측정부(40)가 구비되어 상기 측정부(40)에서 인출되는 하나의 와이어(41)가 하단 측정바에 연결되어 있다.
상기 이동 프레임(30)의 바람직한 실시예로서, 밑단에 상부 측정바(20b)와 결합하기 위한 수단이 구비된 좌. 우 한쌍의 이동봉(31)이 본체(100)의 상단을 관통한 상태로 구비되고, 상기 이동봉(31)간의 간격을 유지하고 지지하기 위한 지지판(32)이 이동봉(31)의 중단에 결합되고, 이동봉(31)의 상단에는 측정부(40)가 거치될 수 있는 거치판(32)이 설치된 이동 프레임(30)을 제공한다.
상기 이동 프레임(30)의 이동봉(31)과 상부 측정바를 결합하기 위한 수단으로는 종래 통용되고 있는 다양한 수단이 사용될 수 있으나, 분해 및 조립이 용이한 나사결합이 사용되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 상부 측정부(20b)에도 상기 한 쌍의 이동봉(31)과 나사결합하기 위한 결합부(21)가 좌. 우 양쪽에 형성된다.
이상과 같은 본 발명의 인장 크리프 시험기는 하나의 가변 와이어만으로 시험편의 증가길이를 측정할 수 있도록 되어 있으며, 이에 대해서 도면에 첨부된 도 5를 참고로 하여 다음과 같이 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 인장 크리프 시험기의 측정과정을 설명하기 위한 정면도이다.
이를 참고로 하여 그 측정과정을 설명하면, 먼저 일정길이로 잘라낸 시험편(A)을 측정실(100A) 내의 상. 하단 그립(10a,10b)에 각각 고정시키고, 한 쌍의 측정바(20a,20b)를 시험편(A)의 상. 하단에 각각 설치하되, 상기 상단의 측정 바(20b)는 본체(100) 상단을 관통하여 설치된 이동 프레임(30)과 결합시킨 상태에서 설치한 다음, 측정바(40)에 인출된 가변 와이어(41)를 하단의 측정바(20a)와 연결함으로써 측정준비를 완료한다.
이와 같이 측정준비를 완료한 다음 시험편(A)에 일정 하중을 지속적으로 가하면 시험편(A)이 연신됨에 따라 이에 고정된 상. 하단 측정바(20a,20b)는 최초 위치보다 아래에 위치되고, 이 때 상단 측정바(20b)가 내려가는 만큼 이와 연결된 이동 프레임(30)도 동일한 길이만큼 하강하며, 상기 이동 프레임(30) 상단에 거치된 측정부(40)로부터 인출된 가변 와이어(41)는 하단 측정바(20a)가 내려간 만큼만 늘어나게 된다.
좀 더 상세한 설명을 위하여, 도 3과 도 5를 비교하면서 인장 크리프 측정과정시 시험편(A)의 길이변화를 살펴보면, 상단 그립(10b)과 상단 측정바(20b) 사이의 길이(f) 및 상단 측정바(20b)와 하단 측정바(20a) 사이에 길이(e)가 모두 늘어나게 되는데, 이에 상단 측정바(20b)가 연신된 길이만큼 내려가더라도 이와 연결된 이동 프레임(30)도 함께 하강하기 때문에 측정부(40)에서 상단 측정바(20b) 사이의 길이(d)는 항상 변함이 없게 된다. 결론적으로, 인장 크리프 측정과정에서 늘어난 가변 와이어(41)의 길이는 오직 상단 측정바(20b)와 하단 측정바(20a) 사이에 늘어난 길이(e)에 해당된다.
따라서, 인장 크리프 측정 전에 하단 측정바(20b)까지 연결된 와이어(41)의 길이를 '0'으로 영점조절한 상태에서 측정을 하게 되면, 하중을 가함에 따라 늘어나는 와이어(41) 길이에 대해서만 인장변형에 따른 인장 크리프 신도를 산출하면 된다.
이와 같은 측정이 가능한 본 발명의 인장 크리프 시험기는 종래 두개의 와이어에 의해 시험편의 각 구간에서 늘어난 길이를 측정하고 다시 빼고 하는 복잡한 연산작업을 생략하고, 하나의 와이어로 시험편의 증가 길이를 측정하여 바로 인장 크리프의 산출이 가능하므로 그 오차 허용율을 줄여 측정 정밀도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 측정부에 구비된 와이어의 인출 구성부를 두개에서 하나로 줄일 수 있어 구조의 단순화 및 제조비용의 절감시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 인장 크리프 시험기는 하나의 와이어로 시험편의 증가 길이를 측정하여 바로 인장 크리프의 산출이 가능하므로 그 오차 허용율을 줄여 측정 정밀도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 측정부에 구비된 와이어의 인출 구성부를 줄일 수 있어 구조의 단순화 및 제조비용의 절감 효과를 가져온다.

Claims (2)

  1. 시험편의 측정이 이루어지는 측정실이 구비된 본체와; 상기 본체 하단 내부에 구비되어 시험편에 하중을 가하는 하중 가압부와; 본체 상단에 설치되어 가변 와이어가 인출되는 측정부와; 상기 본체와 별도로 구비되어 시험기의 작동을 제어하는 컨트롤부;를 포함하는 인장 크리프 시험기에 있어서,
    상기 측정실의 내부에는 시험편을 고정하기 위한 한쌍의 그립이 각각 상단과 하단에 장착되고, 상기 그립으로부터 소정의 간격을 두고 한쌍의 측정바가 시험편의 각각 상. 하부에 설치되되, 상부 측정바는 본체의 상단을 관통하며 상. 하로 이동되는 이동 프레임과 결합되며, 상기 이동 프레임의 상단에 측정부가 구비되어 상기 측정부에서 인출되는 하나의 와이어가 하단 측정바에 연결된 것을 특징으로 하는 인장 크리프 시험기.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 이동 프레임은 밑단에 상부 측정바와 결합하기 위한 수단이 구비된 좌. 우 한쌍의 이동봉이 구비되고, 상기 이동봉간의 간격을 유지하고 지지하기 위한 지지판이 이동봉의 중단에 결합되고, 이동봉의 상단에는 측정부가 거치될 수 있는 거치판이 설치된 것임을 특징으로 하는 인장 크리프 시험기.
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