KR101176958B1

KR101176958B1 - 3점 지지 굽힘 시험기

Info

Publication number: KR101176958B1
Application number: KR1020100136155A
Authority: KR
Inventors: 김진원
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2012-08-30
Also published as: KR20120074353A

Abstract

본 발명은 3점 지지 굽힘 시험기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스크류를 통하여 부가된 하중으로 심험시편에 굽힘하중을 부가하여, 상기 심험시편에 부착된 스트레인게이지를 사용하여 변형률을 측정하고, 로드셀에서는 하중을 동시에 측정할 수 있는 3점 지지 굽힘 시험기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 3점 지지 굽힘 시험기는 사각형 프레임(101)과; 상기 사각형 프레임(101)의 상단에 고착된 로드셀 부착편(102)과; 상기 로드셀 부착편(102)에 고착된 로드셀(103)과; 상기 로드셀(103)에 일단이 부착되며, 스크류(104-1)를 구비한 잭스크류(104)와; 상기 잭스크류(104)에 하중을 부가시키기 위한 하중부가용 핸들(105)과; 상기 하중부가용 핸들(105)의 하부에 위치되며, 한 쌍으로 이루어진 시편고정용 홀더(106)와; 상기 하중부가용 핸들(105)의 하부에 위치되고, 상기 시편고정용 홀더(106)를 수용하기 위한 홈을 구비하며, 한 쌍으로 이루어진 시편고정용 홀더 수용편(107)과; 상기 잭스크류(104)의 타단에서 연장되며, 상기 시편고정용 홀더(107)의 하부에 위치되는 하중부가용 탐침(108)과; 상기 시편고정용 홀더(106)와 상기 하중부가용 탐침(108) 간에 위치되는 시편(109) 및; 상기 사각형 프레임(101)을 바닥에 고정시키기 위한 받침대(110);로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 3점 지지 굽힘 시험기는 부가된 굽힘 하중을 잭스크류를 통하여 시편에 부가하며, 상기 시편에 작용하는 하중은 로드셀에서 측정할 수 있도록 하여, 금속재, 복합재료, 샌드위치 구조물, 플라스틱 등의 기계류 구성 부품들에 대한 굽힘시험에 적용할 수 있다. 또한, 복잡한 전기적인 장치가 필요 없으며, 간단히 원하는 인장 및 압축하중을 비교적 정확하게 경제적으로 구현할 수 있다.

Description

3점 지지 굽힘 시험기{THREE POINT BENDING TEST MACHINE}

본 발명은 3점 지지 굽힘 시험기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스크류를 통하여 부가된 하중으로 심험시편에 굽힘하중을 부가하여, 상기 심험시편에 부착된 스트레인게이지를 사용하여 변형률을 측정하고, 로드셀에서는 하중을 동시에 측정할 수 있는 3점 지지 굽힘 시험기에 관한 것이다.

일반적으로, 재료의 전단 강도, 압축 강도를 측정하는 방법으로 3점 굽힘 시험(three points bending test)이 사용된다.

여기서, 3점 굽힘 시험이란 막대 형태로 제작된 시험시편(이하, "시편" 이라 함)의 양단을 아래에서 받치고 중심에서 위로부터 하중을 가하여 가해진 하중과 시편의 변형량을 측정함으로써 강도를 측정하는 방식을 의미한다.

이러한 3점 굽힘 시험 방식을 사용하는 종래의 3점 지지 굽힘 시험기는 유압이나 전기모터를 사용하여 시편에 굽힘하중을 부가하는 방식을 사용하고 있으며, 이러한 방식은 하중을 부가하는 유압 또는 전기장치, 시편을 장착하기 위한 치구, 시험데이터를 처리하기 위한 장치를 필요로 한다.

그런데, 이러한 종래의 3점 지지 굽힘 시험기는 시편에 하중을 부가하기 위해 유압기 또는 전기모터를 사용하기에, 유지비용이 높으며, 설치 및 사용시 공간적인 제약이 크며, 작동방법이 복잡하고, 제작단가가 고가라는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 시편 재료의 굽힘 강도와 변형률을 측정하는데 있어 종래의 굽힘 시험기에서의 유압장치를 제거함으로써, 개인이나 소규모 사업장에서 운용하기에 적합하게 운용비용을 대폭 줄일 수 있도록 제안된 3점 지지 굽힘 시험기를 제공함을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 3점 지지 굽힘 시험기는 사각형 프레임과; 상기 사각형 프레임의 상단에 고착된 로드셀 부착편과; 상기 로드셀 부착편에 고착된 로드셀과; 상기 로드셀에 일단이 부착되며, 스크류를 구비한 잭스크류와; 상기 잭스크류에 하중을 부가시키기 위한 하중부가용 핸들과; 상기 하중부가용 핸들의 하부에 위치되며, 한 쌍으로 이루어진 시편고정용 홀더와; 상기 하중부가용 핸들의 하부에 위치되고, 상기 시편고정용 홀더를 수용하기 위한 홈을 구비하며, 한 쌍으로 이루어진 시편고정용 홀더 수용편과; 상기 잭스크류의 타단에서 연장되며, 상기 시편고정용 홀더의 하부에 위치되는 하중부가용 탐침과; 상기 시편고정용 홀더와 상기 하중부가용 탐침 간에 위치되는 시편 및; 상기 사각형 프레임을 바닥에 고정시키기 위한 받침대;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시편을 통하여 변형률을 측정할 수 있게 되어, 상기 시편의 파괴강도 및 허용 굽힘응력을 알 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시편에 작용하는 하중은 상기 로드셀에서 측정되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 3점 지지 굽힘 시험기는 부가된 굽힘 하중을 잭스크류를 통하여 시편에 부가하며, 상기 시편에 작용하는 하중은 로드셀에서 측정할 수 있도록 하여, 금속재, 복합재료, 샌드위치 구조물, 플라스틱 등의 기계류 구성 부품들에 대한 굽힘시험에 적용할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 복잡한 전기적인 장치가 필요 없으며, 간단히 인장 및 압축하중을 비교적 정확하게 경제적으로 구현할 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 3점 지지 굽힘 시험기의 사시도.
도 2는 도 1의 정면도.
도 3은 도 1의 측면도.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 3점 지지 굽힘 시험기를 보다 상세히 기술하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 클라이언트나 운용자, 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도면 전체에 걸쳐 같은 참조번호는 같은 구성 요소를 가리킨다.

도 1은 본 발명에 따른 3점 지지 굽힘 시험기의 사시도이며, 도 2는 도 1의 정면도이며, 도 3은 도 1의 측면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 3점 지지 굽힘 시험기(100)는 사각형 프레임(101)과, 상기 사각형 프레임(101)의 상단에 고착된 로드셀 부착편(102)과, 상기 로드셀 부착편(102)에 고착된 로드셀(103)과, 상기 로드셀(103)에 일단이 부착되며, 스크류(104-1)를 구비한 잭스크류(104)와, 상기 잭스크류(104)에 하중을 부가시키기 위한 하중부가용 핸들(105)과, 상기 하중부가용 핸들(105)의 하부에 위치되며, 한 쌍으로 이루어진 시편고정용 홀더(106)와, 상기 하중부가용 핸들(105)의 하부에 위치되고, 상기 시편고정용 홀더(106)를 수용하기 위한 홈을 구비하며, 한 쌍으로 이루어진 시편고정용 홀더 수용편(107)과, 상기 잭스크류(104)의 타단에서 연장되며, 상기 시편고정용 홀더(107)의 하부에 위치되는 하중부가용 탐침(108)과, 상기 시편고정용 홀더(106)와 상기 하중부가용 탐침(108) 간에 위치되는 시편(109) 및, 상기 사각형 프레임(101)을 바닥에 고정시키기 위한 받침대(110)로 이루어진다.

이제, 본 발명에 따른 3점 지지 굽힘 시험기(100)의 동작을 살펴보고자 한다.

먼저, 굽힘 강도를 테스트하기 위한 시편(109)을 시편 고정용 홀더(107)와 하중 부가용 탐침(108) 사이에 삽입시켜, 상기 시편(109)을 상기 시편 고정용 홀더(107)와 상기 하중 부가용 탐침(108)에 의해 상기 시편(109)을 고정시킨다.

이 후, 잭스크류(104)에 하중부가용 핸들(105)을 결합시킨 후, 상기 하중부가용 핸들(105)에 수동으로 하중을 가하면 회전 토크가 발생하고, 이 회전 토크에 의해 상기 잭스크류(104)의 길이가 변동된다. 즉, 상기 하중부가용 핸들(105)에 수동으로 하중을 가하면, 상기 잭스크류(104)가 회전하면서 아래쪽으로 이동되고, 동시에 상기 잭스크류(104)의 스크류부(104-1)가 위쪽으로 이동되어, 상기 잭스크류(104)의 스크류부(104-1)의 타단에서 연장된 하중 부가용 탐침(108)이 시편(109)에 굽힘 하중을 부가하게 된다. 동시에, 상기 잭스크류(104)의 스크류부(104-1)의 일단이 로드셀(103)을 압박하게 된다.

이때, 상기 시편(109)에 설치된 스트레인게이지(도시되지 않음)를 통하여 변형률을 측정할 수 있게 되어, 상기 시편(109)의 파괴강도 및 허용 굽힘응력 등을 알 수 있게 된다. 이와 동시에, 상기 시편(109)에 걸리는 하중은 로드셀(103)에서 측정되어진다.

여기서, 본 발명에 따른 3점 지지 굽힘 시험기(100)의 모든 구성부품은 하중을 받을 때 굽힘 힘에 대하여 변경이 크게 걸리지 않도록 충분한 강성을 갖도록 설계되어야 한다.

이러한 본 발명에 따른 3점 지지 굽힘 시험기(100)는 시편(109)의 굽힘 피로시험을 수행할 수 없으나 간단한 재료의 특성을 측정하는 용도로는 충분히 경제적으로 기존의 정적 구조시험을 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 3점 지지 굽힘 시험기는 부가된 굽힘 하중을 잭스크류를 통하여 시편에 부가하며, 상기 시편에 작용하는 하중은 로드셀에서 측정할 수 있도록 하여, 금속재, 복합재료, 샌드위치 구조물, 플라스틱 등의 기계류 구성 부품들에 대한 굽힘시험에 적용할 수 있다.

또한, 전기적인 장치가 필요 없으며, 간단히 원하는 인장 및 압축하중을 비교적 정확하게 경제적으로 구현할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 양호한 실시 예에 근거하여 설명하였지만, 이러한 실시 예는 본 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이므로, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자라면 본 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시 예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능할 것이다. 그러므로, 본 발명의 보호 범위는 본 발명의 기술적 사상의 요지에 속하는 변화 예나 변경 예 또는 조절 예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 3점 지지 굽힘 시험기 101: 사각형 프레임
102: 로드셀 부착편 103: 로드셀
104: 잭스크류 104-1: 잭스크류의 스크류
105: 하중부가용 핸들 106: 시편고정용 홀더
107: 시편고정용 홀더 수용편 108: 하중부가용 탐침
109: 시편 110: 받침대

Claims

사각형 프레임(101)과;
상기 사각형 프레임(101)의 상단에 고착된 로드셀 부착편(102)과;
상기 로드셀 부착편(102)에 고착된 로드셀(103)과;
상기 로드셀(103)에 일단이 부착되며, 스크류(104-1)를 구비한 잭스크류(104)와;
상기 잭스크류(104)에 하중을 부가시키기 위한 하중부가용 핸들(105)과;
상기 하중부가용 핸들(105)의 하부에 위치되며, 한 쌍으로 이루어진 시편고정용 홀더(106)와;
상기 하중부가용 핸들(105)의 하부에 위치되고, 상기 시편고정용 홀더(106)를 수용하기 위한 홈을 구비하며, 한 쌍으로 이루어진 시편고정용 홀더 수용편(107)과;
상기 잭스크류(104)의 타단에서 연장되며, 상기 시편고정용 홀더(107)의 하부에 위치되는 하중부가용 탐침(108)과;
상기 시편고정용 홀더(106)와 상기 하중부가용 탐침(108) 간에 위치되는 시편(109) 및;
상기 사각형 프레임(101)을 바닥에 고정시키기 위한 받침대(110);로 이루어진 것을 특징으로 하는 3점 지지 굽힘 시험기.
제 1항에 있어서, 상기 시편(109)을 통하여 변형률을 측정할 수 있게 되어, 상기 시편(109)의 파괴강도 및 허용 굽힘응력을 알 수 있는 것을 특징으로 하는 3점 지지 굽힘 시험기.
제 1항에 있어서, 상기 시편(109)에 작용하는 하중은 상기 로드셀(103)에서 측정되는 것을 특징으로 하는 3점 지지 굽힘 시험기.