KR101236105B1

KR101236105B1 - 시편 정렬기

Info

Publication number: KR101236105B1
Application number: KR1020100050569A
Authority: KR
Inventors: 최원규; 조성규
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2013-02-21
Also published as: KR20110130981A

Abstract

본 발명은 시편 정렬기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 강재의 피로파괴에 대한 저항력을 평가하는 CTOD 실험을 진행함에 있어서, 강재의 시편을 지지하는 지지물과 시편이 정 위치에 정렬된 상태에서 진행되도록 하는 시편 정렬기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 시편정렬기는,
반복하중을 가하는 피로파괴 시험을 위한 시편을 하부에서 지지하는 지그와, 상기 시편 중심 상부에서 수직방향으로 반복적으로 압축하중을 가하는 하중체와, 상기 지그에 의해 지지 되되, 레이저빔을 사용하여 상기 시편의 정렬을 확인하는 레이저몸체를 포함한다.

Description

시편 정렬기{APPARATUS FOR SPECIMEN ARRANGING}

본 발명은 시편 정렬기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 강재의 피로파괴에 대한 저항력을 평가하는 CTOD(Crack Tip Opening Displacement) 실험을 진행함에 있어서, 강재의 시편을 지지하는 지지물과 시편이 정 위치에 정렬된 상태에서 진행되도록 하는 시편 정렬기에 관한 것이다.

기계 및 구조물은 반복 응력을 받게 되면 그 재질의 정적강도(Static Strength)보다 상당히 작은 값이라도 오랫동안 반복되면 파괴에 이르게 되는데 이러한 현상을 피로파괴(Fatigue Failure)라고 한다. 실제 구조물 파괴의 90% 이상은 피로와 관련된 것으로 알려져 있다.

상술한 피로 파괴는 소재의 불순물 또는 결함, Keyway나 축의 단 달림 부위와 같이 단면이 급격히 변하는 곳, 기계가공 시 생기는 흠 등에서 시작된다. 재료의 피로강도를 측정하기 위해서는 시편에 반복하중을 가해주고 파단 되는 상태를 확인하는 방법을 사용하게 된다.

예컨데, 시편에 반복적으로 압축하중을 가하는 과정에서, 시편 외에 부분에 압축하중이 전달되어 실험불량을 초래하는 것을 방지하기 위해, 시편을 지지하는 지지물과 시편의 접촉 면을 최소화하도록 하는 방법을 사용한다.

더불어, 시편의 양측에 그 시편을 지지하는 지지물이 형성되고, 이 상태로, 상기 시편의 중심을 확인하여, 그 중심에 압축하중을 가하도록 하여 강재의 피로파괴에 대한 저항력을 평가하게 된다.

본 발명에 따른 시편 정렬기는, 강재의 피로파괴에 대한 저항력 평가를 하기 위해 상기 강재 시편이 지지물의 정 위치에 정렬되도록 하여 시편의 불량률 감소를 최소화하는 시편 정렬기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 시편 정렬기는, 강재의 피로파괴에 대한 저항력 평가를 하기 위해 상기 강재 시편이 지지물의 정 위치에 정렬되도록 하여 시편의 정렬을 간편하고도 정확하게 할 수 있는 시편 정렬기를 제공하는데 그 다른 목적이 있다.

본 발명에 따른 시편 정렬기는, 강재의 피로파괴에 대한 저항력 평가를 하는 중에도 강재의 시편과 지지물의 상호 정확하게 정렬된 상태를 유지하는지를 간편하게 확인할 수 있는 시편 정렬기를 제공하는데 그 다른 목적이 있다.

본 발명에 따른 시편 정렬기는, 다양한 크기의 시편을 사용시에도, 지지물을 간편하게 조작하여, 크기에 구애받지 않고 시편의 정확한 실험을 시행할 수 있는 시편 정렬기를 제공하는데 그 다른 목적이 있다.

상기 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 살펴보면,

반복하중을 가하는 피로파괴 시험을 위한 시편을 하부에서 지지하는 지그와, 상기 시편 중심 상부에서 수직방향으로 반복적으로 압축하중을 가하는 하중체와, 상기 지그에 의해 지지 되되, 레이저빔을 사용하여 상기 시편의 정렬을 확인하는 레이저몸체를 포함한다.

이어서, 상기 지그는, 상기 시편과의 밀착되는 면이 최소화되게 지지하는 한 쌍의 봉 형태를 갖는 지지롤러와, 상기 지지롤러가 회동 가능하도록 상기 지지롤러를 하부에서 각각 지지하는 지지구와, 상기 지지구를 하부에서 지지하는 수평방향으로 형성된 지지몸체를 포함한다.

그리고, 상기 지지구 상부에는, 상기 지지롤러가 회동 가능하도록 안착 되는 안착홈이 구비되고, 상기 지지구 하부에는, 상기 지지몸체 상부에 연결된 채로, 수평방향으로 이동 또는 고정가능하도록 된 슬라이딩홈이 더 구비된다.

이어서, 상기 지지몸체는, 상기 지지구의 슬라이딩홈과 연결되어, 상기 지지구가 이동 또는 고정 가능하도록 된 안내플레이트가 포함된다.

또한, 상기 안내플레이트는, 외부에서 수치를 확인할 수 있도록 하는 숫자와 눈금이 기재된 수치나열면을 더 포함한다.

이어서, 상기 시편의 중심에는, 수직방향으로 홈이 파여 진 노치가 포함된다.

한편, 상기 하중체는, 상기 시편과의 밀착되는 면이 최소화된 채로, 상기 시편에 압축하중을 가할 수 있도록 원형 봉 형태로 이루어진다.

이어서, 상기 레이저몸체는, 수평 되게 위치하는 상기 시편의 중심에 수직방향으로 레이저광을 발산하는 레이저발광부와, 상기 레이저발광부를 하부에서 지지하도록 수직방향으로 형성되는 수직플레이트와, 상기 수직플레이트 하부에 수평방향으로 형성되어 상기 지그와 연결되는 수평플레이트를 포함한다.

더불어, 상기 레이저발광부는, 상기 수직플레이트에 지지된 채로, 승 하강 가능하도록 된 승하강부를 포함한다.

이어서, 상기 승하강부는, 상기 레이저발광부와 수직플레이트에 상호 연결된 채로 회동 됨으로써, 상기 레이저발광부가 승강 또는 하강 가능하도록 하는 스크류볼트와, 상기 스크류볼트와 나란하게 형성되면서도, 상기 레이저발광부와 수직플레이트에 상호 연결되는 가이드봉을 포함한다.

다음으로, 상기 스크류볼트는, 외부에서 파지가능하도록 된 회동보조편을 더 포함한다.

이어서, 상기 레이저발광부는, 상기 스크류볼트의 양방향 회동에 의해 상승 또는 하강 되도록 하는 너트홈과, 상기 가이드봉 상부가 고정되는 고정홈을 포함한다.

그리고, 상기 수직플레이트는, 상기 스크류볼트의 양방향 회동에 의해 상승 또는 하강 되도록 하는 스크류홈과, 상기 가이드봉 하부가 가이드 되는 가이드홈을 포함한다.

이어서, 상기 레이저발광부는, 내부에 구비되어 레이저빔을 발생하는 광발생기와, 상기 광발생기에서 발생 된 광을 외부로 발산하는 발산홈을 더 포함한다.

또한, 상기 수평플레이트는, 상기 지그의 상면에 기재된 수치를 확인할 수 있도록 수직방향으로 관통형성된 수치확인홈을 더 포함한다.

이어서, 상기 수치확인홈 내측에는, 외부에서 수치를 확인할 수 있도록 하는 숫자와 눈금이 기재된 수치면을 더 포함한다.

본 발명에 따른 시편 정렬기는, 강재의 피로파괴에 대한 저항력 평가를 함에 있어서, 시편의 정렬을 단시간에 정확하게 하여 정확한 실험 결과를 얻을 수 있는 그 사용상의 효과가 있다.

본 발명에 따른 시편 정렬기는, 강재의 피로파괴에 대한 저항력 평가를 함에 있어서, 시편의 실험중에도 시편과 지지물의 상호 정렬을 지속적으로 확인 가능하기 때문에, 실험도중에 시편의 위치 이탈에 따른 불량률로 인한 불필요한 비용발생을 방지하는 경제적 효과가 있다.

본 발명에 따른 시편 정렬기는, 다양한 크기의 시편을 사용하여 실험을 하는 경우에도 별도의 추가적인 구성요소 및 설치 작업을 요하지 않기 때문에, 그로 인한 비용절감과 시간단축을 할 수 있는 경제적 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 시편 정렬기를 나타낸 전체 사시도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 시편 정렬기의 구성을 나열한 분리 사시도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 시편 정렬기의 요부를 나타낸 사시도 이다.
도 4는 본 발명에 따른 시편 정렬기의 실시 예를 나타낸 실시도 이다.
도 5는 본 발명에 따른 시편 정렬기의 다른 실시 예를 나타낸 실시도 이다.
도 6은 본 발명에 따른 시편 정렬기의 요부의 분해를 나타낸 분해 사시도 이다.
도 7은 본 발명에 따른 시편 정렬기의 사용 상태를 나타낸 사용 상태도 이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

이하의 상세한 설명에서는, 일 예로 강재의 피로파괴에 대한 저항력을 평가하는 CTOD 실험에 사용되는 시편과, 그 시편 실험의 불량률을 최소화하기 위해, 상기 시편이 정 위치에 위치된 채로 실험이 진행 되도록 하고, 이에 따라, 시편 균열의 직진도가 각국에서 요구하는 조건에 부합되도록 하는 기술분야 전반에 걸쳐 본 발명의 시편 정렬기 [특히, 레이저몸체(200)]의 기술적 구성을 동일하게 적용할 수 있음은 물론이라 할 것이다.

후술 될 본 발명에 따른 시편 정렬기는, 강재의 피로파괴에 대한 저항력을 평가하는 CTOD실험을 위한 시편(30)을 사용하게 되고, 이러한 상기 시편(30)을 실험하기에 앞서 수평방향으로 길게 형성된 상기 시편(30)은, 중앙 하부에 상기 시편(30)의 정중앙임을 나타내는 홈인 노치(32)가 구비된다.

또한, 이러한 상기 시편(30)은, 상기 시편(30)을 지지하는 지그(100)와의 접촉되는 면적을 최소화한 채로, 상기 시편(30) 양측 하부를 상기 지그(100)가 지지하도록 위치하게 된다.

더불어, 상기 지그(100)에 지지 된 시편(30)은, 상기 노치(32)의 위치가 상기 지그(100)의 정중앙에 위치하도록 지지 되는 것이 바람직하다.

이렇게, 상기 시편(30)이 정 위치에 놓이게 되면, 상기 시편(30) 상부에 구비된 하중체(190)가 상기 노치(32)의 수직 상부에서 하 방향으로 상기 시편(30)에 반복 압축하중을 부과하게 된다.

이와 같이 상기 시편(30)에 반복 압축하중을 부과하게 되면 상기 노치(32)에 피로균열이 생성되게 된다.

여기서 피로균열이란 크랙(crack)이 발생 되는 상태를 말한다.

이러한, 피로균열은 각국의 규격에서 요구하는 조건에 부합되어야하며 요구조건에 부합되지 않을 경우 실험의 결과가 인정되지 않게 된다.

이어서, 피로균열의 적부 평가 시 요구되는 항목 중의 하나인 균열의 직진도는 균열생성을 위해 부과하는 반복 압축하중 작용선과의 일치 여부와 상기 시편(30)을 지지하는 지그(100)에 기인 된 굽힘 반력 작용선과의 일치 여부가 중요하게 된다.

이때, 상기 시편(30)이 상기 지그(100) 상부에 정확하게 정렬된 채로 실험이 진행 되도록 하기 위해서 레이저몸체(200)를 사용하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 시편 정렬기를 나타낸 전체 사시도 이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 강재의 피로파괴에 대한 저항력을 평가하는 CTOD실험을 하기 위한 시편(30)은 상기 지그(100) 상부에 수평방향으로 길게 놓여 지게 된다.

그리고, 상기 시편(30)은, 상기 지그(100)에 위치하기 전에 상기 시편(30)이 수평방향으로 길게 놓여 진 상태에서의 중심에, 상기 시편(30)의 중심을 나타내는 홈인 노치(32)를 형성하는 것이 바람직하다.

이러한 노치(32)는, 상기 시편(30)의 정 중앙에 위치되고, 수직방향으로 홈을 형성하게 된다.

또한, 상기 시편(30)이 상기 지그(100) 상부의 정 위치에 위치하게 되면, 상기 하중체(190)는 상기 노치(32)로부터 수직 상 방향인 상기 시편(30)의 상부에 위치하게 된다.

이어서, 상기 노치(32)의 수직 상부에서 하중체(190)로 상기 시편(30)에 반복 압축하중을 부과하게 되면, 상기 노치(32)로부터 피로균열이 생성되게 된다.

이러한, 피로균열의 적부 평가시 요구되는 피로균열의 직진도는, 상기 하중체(190)가 상기 시편(30)에 구비된 노치(32)의 수직 상부에서부터 수직 하 방향으로 반복 압축하중을 부과시, 상기 하중체(190)가 노치(32) 수직 상부에서 수직 하 방향으로 진행되는 방향을 작용선이라 한다.

또한, 상기 하중체(190)가 상기 시편(30)에 반복 압축하중을 부과시에 상기 시편(30)은, 굽힘 반력이 작용하게 되는데 이러한 반력이 작용 되는 반력작용선과, 상기 하중체(190)의 작용선이 일치됨으로써, 상기 시편(30)의 피로파괴 저항력에 대한 정확한 실험결과가 나오게 되는것이다.

그렇기 때문에, 상기 하중체(190)는, 상기 시편(30)과 밀착되는 면이 최소화된 상태에서 상기 시편(30)에 압축하중을 가할 수 있도록 원형 봉 형태를 갖게 된다.

이어서, 상기 하중체(190)는, 상기 시편(30)의 길이방향과 교차 되는 방향으로 놓여 지되, 상기 시편(30)의 상면에 밀착된 상태로 압축하중을 부과하게 된다.

이어서, 상기 지그(100)는, 상기 시편(30)을 지지함과 동시에, 상기 시편(30)의 정 위치를 확인할 수 있는 레이저몸체(200)도 함께 지지하게 된다.

그리고, 상기 지그(100)는, 수평방향으로 길게 놓인 상기 시편(30)의 양측 단을 하부에서 지지함에 있어, 상기 시편(30)과 직접 접촉되는 한 쌍의 지지롤러(110, 110')를 갖는다.

이러한 상기 지지롤러(110, 110')는, 봉 형태를 갖고, 상기 시편(30)이 놓인 길이방향과 교차 되는 방향으로 위치함으로써, 상기 지지롤러(110, 110')와 시편(30)은 상호 최소한의 접촉면적을 갖게 되는 것이다.

이렇게, 상기 지지롤러(110, 110')와 시편(30)이 상호 최소한의 접촉면적을 갖게 되는 이유는, 상기 시편(30)이 상기 하중체(190)에 의해 반복 압축하중을 부과받게 될 시에, 상기 시편(30)에서 받게 되는 하중을 지지물로 분산하게 되어 정확한 실험을 하지 못하게 되기 때문이다.

특히, 상기 지지롤러(110, 110')는 봉 형태로 형성된 채로 회동 가능하게 구비되기 때문에, 상기 지지롤러(110, 110') 상부에 밀착된 채로 상기 시편(30)이 정 위치를 확보하기 위해 유동 될 수 있게 된다.

이어서, 상기 시편(30)은, 상기 지지롤러(110, 110')와 밀착된 채로 수평방향으로 유동 되는 것이 당연하다.

한편, 상기 지지롤러(110, 110') 위에 상기 시편(30)이 위치시에는, 상기 노치(32)가 양측 상기 지지롤러(110, 110')의 정중앙에 위치되는 것을 확인해야 한다.

이를 위해, 상기 레이저몸체(200)는, 상기 노치(32)가 양측 지지롤러(110, 110') 사이의 중앙에 위치되는 것을 확인하기 위해, 상기 시편(30)에 레이저빔을 발산하게 된다.

결과적으로, 상기 레이저몸체(200)에서 발광 되는 빛은 상기 지지롤러(110, 110')의 중앙을 표시하기 때문에, 상기 노치(32)가 발광 되는 빛과 일치되는 선상에 놓이게 되면, 상기 시편(30)은 정 위치에 정렬되었다고 인지할 수 있다.

이때, 상기 레이저몸체(200)에서 발광 되는 빛은 수직방향으로 길게 발산되는 것이 바람직하고, 상기 시편(30)을 정 위치에 정렬할 수 있다면, 상기 레이저몸체(200)에서 발광 되는 빛은 다양한 문양 또는 형태 그리고, 발산방향을 사용할 수 있는 것은 당연하다.

도 2는 본 발명에 따른 시편 정렬기의 구성을 나열한 분리 사시도 이다.

도 2를 살펴보면, 상기 지그(100)는, 상기 지지롤러(110, 110')를 회동가능하게 지지하는 지지구(120, 120')와, 상기 지지구(120, 120') 하부와 연결된 채로, 상기 지지구(120, 120')를 지지하면서 수평방향으로 길게 형성된 지지몸체(130)를 포함한다.

결과적으로, 상기 지지몸체(130)의 일 측 상부에 형성된 상기 지지구(120)는, 상기 지지롤러(110)를 지지하게 되고, 상기 지지몸체(130) 타 측 상부에 형성된 상기 지지구(120')는, 상기 지지롤러(110')를 지지하게 된다.

그리고, 상기 지지구(120, 120') 상부에는, 상기 지지롤러(110, 110')가 회동 가능하도록 안착 되는 안착홈(122, 122')이 구비된다.

이어서, 상기 안착홈(122, 122')에 지지 되는 상기 지지롤러(110, 110')는, 회동 되면서도 상기 안착홈(122, 122')에서 이탈되지 않도록 상기 안착홈(122, 122')이 상기 지지롤러(110, 110') 하부를 반 호 형태로 감싸도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지구(120, 120') 하부에는, 상기 지지몸체(130) 상부에 연결된 채로 수평방향으로 이동 또는 고정 가능하도록 된 슬라이딩홈(124, 124')이 구비된다.

이어서, 상기 지지구(120, 120')의 상기 슬라이딩홈(124, 124')은, 상기 지지몸체(130)와 연결되어, 결과적으로 상기 지지구(120, 120')가 상기 지지몸체(130)에 안내되어 이동가능하게 되는 것이다.

더욱 상세하게는, 상기 지지몸체(130) 상부에는, 상기 슬라이딩홈(124, 124')과 상호 연결된 채로, 상기 슬라이딩홈(124, 124')이 슬라이딩 또는 고정 가능하도록 하는 안내플레이트(132)가 형성된다.

이어서, 상기 안내플레이트(132)는, 판 형태로 형성되어 상기 슬라이딩홈(124, 124')과 용이하게 결합 되도록 형성된다.

이러한 상기 지지구(120, 120')는, 상기 슬라이딩홈(124, 124')에 의해 상기 안내플레이트(132)을 따라 수평방향으로 이동 가능하고, 고정시에는 상기 슬라이딩홈(124, 124')을 상기 안내플레이트(132)에 고정볼트(미도시)를 사용하여 견고하게 고정가능한 것은 당연하다.

특히, 상기 안내플레이트(132) 상면에는, 외부에서 수치를 확인할 수 있도록 하는 숫자와 눈금이 기재된 수치나열면(134)이 구비된다.

또한, 상기 수치나열면(134)은, 외부에서 상기 수치나열면(134)을 통해 상기 지지구(120, 120')의 위치를 정하고, 상기 레이저몸체(200) 및 시편(30)의 위치를 간편하게 정렬할 수 있도록 하는 기능을 수행한다.

이어서, 상기 수치나열면(134)은, 상기 지지구(120, 120')와 레이저몸체(200) 및 시편(30)의 위치를 원활하게 정렬 가능하다면, 다양한 문양 및 색채를 사용하여서 나타내도 무방하다.

이러한 상기 수치나열면(134)에는, 숫자와 눈금이 구비되어 수치를 외부에서 확인 가능하도록 하고, 상기 수치나열면(134)의 숫자와 눈금을 확인함으로써, 상기 시편(30)의 중심과 상기 레이저몸체(200)가 원활하게 정 위치를 잡을 수 있게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 시편 정렬기의 요부를 나타낸 사시도 이다.

도 3을 살펴보면, 상기 레이저몸체(200)는, 상기 시편(30)의 중심에 구비된 노치(32)가 상기 지지구(120, 120') 사이의 정 중앙에 위치되는 것을 용이하게 확인하기 위해서 레이저빔을 발산하게 된다.

이를 위해서, 상기 레이저몸체(200)는, 레이저광을 발산하는 레이저발광부(210)를 갖고, 상기 레이저발광부(210)를 하부에서 지지하도록 수직방향으로 형성된 수직플레이트(220)를 갖으며, 상기 수직플레이트(220) 하부에 수평방향으로 형성되어 상기 지지몸체(130)에 고정연결되는 수평플레이트(230)를 갖는다.

이때, 상기 레이저몸체(200)는, 외부에서 교류 전원을 인가받아 사용하거나 내부에 배터리 및 발전기를 구비하여 작동되는데 필요한 전원을 얻게 되는 것은 당연하다.

이렇게, 레이저빔을 발생시키기 위해 전원을 공급하고 제어하는 장치는 공지의 기술이기 때문에, 여기에서는 생략하기로 한다.

그리고, 상기 레이저발광부(210)는, 내부에서 빛을 발생시켜, 상기 레이저발광부(210) 외부의 시편(30)에 빛을 발산하는 기능을 수행하게 된다.

이를 위하여, 상기 레이저발광부(210)는, 레이저빔을 발생하는 광발생기(214)를 내부에 구비하고, 상기 광발생기(214)에서 발생 되는 빛을 외부로 발산하는 발산홈(216)을 갖는다.

이때, 상기 레이저발광부(210)는, 빛을 발생하고 그 빛을 조사하는 기능을 수행가능하다면, 그 형태 및 크기가 다양하게 변경 가능한 것은 당연하다.

그리고, 상기 지지몸체(130)에 거치 되는 상기 수평플레이트(230)는, 상기 수평플레이트(230)에 지지 된 채로, 상기 지지몸체(130)의 길이방향으로 유동 또는 고정이 가능하게 된다.

이어서, 상기 수평플레이트(230)와 상기 지지몸체(130)가 상호 견고하게 고정되기 위해서는, 볼트(50)에 의해 상기 수평플레이트(230)와 상기 지지몸체(130)를 상호 고정 가능하게 된다.

이는 상기 수평플레이트(230)에 관통너트홈(236)이 구비되고, 상기 지지몸체(130)에 결합너트홈(133)이 구비되어, 상기 볼트(50)가 관통너트홈(236)과 결합너트홈(133)에 결합 되므로 인해, 상기 수평플레이트(230)가 상기 지지몸체(130)가 상호 고정되는 것이다.

이때, 상기 지지몸체(130)에 형성된 상기 결합너트홈(133)은, 상기 지지몸체(130)의 중앙에 형성되는 것이 바람직하다.

상기에 언급된 일 실시 예에 따른 볼트(50)와 관통너트홈(236)과 결합너트홈(133)에 의한 결합은, 실시 예 일뿐 상기 수평플레이트(230)와 상기 지지몸체(130)의 상호결합은 상호 고정될 수 있다면 다양한 방법이 사용될 수 있다.

한편, 상기 시편(30)의 크기 및 두께에 따라, 상기 노치(32)의 수직 위치가 변경되기 때문에 상기 레이저발광부(210)는, 상기 노치(32)의 수직 높이에 따라, 원활하게 승강 또는 하강 가능한 것이 바람직하다.

이를 위해, 상기 승하강부(240)는, 상기 레이저발광부(210)와 수직플레이트(220)에 상호 연결된 채로 회동 됨으로써, 상기 레이저발광부(210)가 승강 또는 하강 가능하도록 하는 스크류볼트(242)와, 상기 스크류볼트(242)와 나란하게 형성되면서도, 상기 레이저발광부(210)와 수직플레이트(220)에 상호 연결되는 가이드봉(244)을 갖게 된다.

이러한 상기 스크류볼트(242)는, 양방향으로 회동 되면서, 상기 레이저발광부(210)가 승강 또는 하강 되도록 하는 기능을 수행하게 된다.

또한, 상기 스크류볼트(242) 외면에는, 상기 스크류볼트(242) 외부에서 파지가능하도록 된 회동보조편(246)이 상기 스크류볼트(242)와 일체로 구비된다.

이러한 상기 회동보조편(246)의 사용을 알아보면, 사용자가 상기 회동보조편(246)을 파지한 채로 일 방향으로 회동시키게 되면, 상기 스크류볼트(242)의 회동에 의해, 상기 레이저발광부(210)가 승강 또는 하강 되게 된다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 시편 정렬기의 실시 예를 나타낸 실시도 이다.

도 4 및 도 5를 살펴보면, 상기 레이저발광부(210)에는, 상기 스크류볼트(242)의 양방향 회동에 의해 상승 또는 하강 되도록 하는 너트홈(211)이 구비되어 있고, 상기 수직플레이트(220)에는, 상기 스크류볼트(242)의 양방향 회동에 의해 상승 또는 하강 되도록 하는 스크류홈(221)이 구비되어 있다.

그리고, 상기 레이저발광부(210)에는, 상기 가이드봉(244) 상부가 고정될 수 있는 고정홈(212)이 구비되어 있고, 상기 수직플레이트(220)에는, 상기 가이드봉(242)이 내부에서 유동 가능하도록 된 가이드홈(222)이 구비되어 있다.

이러한 구성으로 인해, 상기 스크류볼트(242)를 일 방향으로 회동하게 되면, 상기 레이저발광부(210)는 승강하게 되고, 이 상태에서 상기 가이드봉(242)은, 상기 레이저발광부(210)에 고정된 채로, 상기 수직플레이트(220) 내부로부터 승강 되게 된다.

그리고, 상기 스크류볼트(242)를 다른 방향으로 회동하게 되면, 상기 레이저발광부(210)는 하강하게 되고, 이 상태에서 상기 가이드봉(242)은, 상기 레이저발광부(210)에 고정된 채로, 상기 수직플레이트(220) 내부로 하강 되게 된다.

이러한 구성으로 인해, 상기 레이저발광부(210)는, 상기 시편(30)의 노치(32)의 높이와 근접한 위치를 용이하게 확보할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 레이저발광부(210)가 상기 노치(32)와 동일한 높이에 위치된 후, 상기 광발생기(214)로부터 발생 된 빛이 상기 발산홈(216)을 통해 상기 노치(32)로 발산됨으로 인해, 상기 노치(32)의 정 위치를 확보할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 시편 정렬기의 요부의 분해를 나타낸 분해 사시도 이다.

도 6을 살펴보면, 상기 레이저몸체(200)는, 레이저광을 발산하는 레이저발광부(210)와, 상기 레이저발광부(210) 하부에서 상기 레이저발광부(210)를 지지하는 수직플레이트(220)와, 상기 수직플레이트(220) 하부에 수평방향으로 형성되어 상기 지지몸체(130)에 지지된 채로 수평방향으로 유동가능한 수평플리에트(230)로 형성되고, 상기 수직플레이트(220)와 상기 레이저발광부(210)를 상호 연결함과 동시에 상기 레이저발광부(210)가 승강 또는 하강 되도록 하는 승하강부(240)로 구성된다.

이어서, 상기 레이저발광부(210)는, 레이저빔을 발생하는 광발생기(214)를 내부에 구비하고, 상기 광발생기(214)와 연결되되 내부로부터 외부로 돌출 형성되어 상기 광발생기(214)로부터 발생 된 빛을 상기 시편(30)에 발산하는 발산홈(216)을 갖습니다.

그리고, 상기 레이저몸체(200)가 상기 수직플레이트(220)로부터 승강 또는 하강 되기 위해, 상기 레이저몸체(200)는 상기 스크류볼트(242) 상부가 연결되는 너트홈(211)과 상기 가이드봉(244) 상부가 고정되는 고정홈(212)을 갖는다.

이어서, 상기 수직플레이트(220)는 상기 스크류볼트(242) 하부가 연결되는 스크류홈(221)과 상기 가이드봉(244) 하부가 연결되는 가이드홈(222)을 갖는다.

특히, 상기 스크류볼트(242)에 구비된 상기 회동보조편(246)은, 사용자가 상기 레이저몸체(200)를 승강 또는 하강시키기 위해서, 상기 회동보조편(246)을 파지하여 간편하게 회동함으로써 상기 레이저몸체(200)가 상기 수직플레이트(220)로부터 승강 또는 하강하게 된다.

그리고, 상기 수평플레이트(230)는, 상기 안내플레이트(132) 상면에 구비된 수치나열면(134)을 외부에서 확인가능하도록 하는 수치확인홈(232)이 형성된다.

이어서, 상기 수치확인홈(232) 내측에는 상기 수치면(234)이 구비되어 있어 상기 안내플레이트(132) 상면에 구비된 수치나열면(134)의 수치와 상호 대조하여, 상기 레이저몸체(200)의 정 위치를 확인하게 된다.

또한, 상기 수치확인홈(232)은, 투명한 합성수지로 된 투명창(미도시)을 별도로 구비하여, 상기 수치확인홈(232)에 장착한 후, 상기 투명창에 수치를 기재하여 사용하여도 무방하다.

도 7은 본 발명에 따른 시편 정렬기의 사용 상태를 나타낸 사용 상태도 이다.

도 7을 살펴보면, 상기 노치(32)가 형성된 상기 시편(30)을 상기 지지롤러(110, 110') 상부에 구비하고, 상기 시편(30)의 크기에 따라 상기 지지구(120, 120')를 상기 안내플레이트(132)를 따라 수평방향으로 유동시켜 정 위치하게 된다.

이때, 상기 지지구(120, 120')는, 상기 안내플레이트(132) 상면에 구비된 상기 수치나열면(134)에 기재된 수치에 따라 한 쌍의 상기 지지구(120, 120')가 일정 거리를 두고 상호 대응되게 위치하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 지지구(120, 120')가 상기 수치나열면(134)에 의해 위치를 정하면, 상기 레이저몸체(200)는, 상기 수치나열면(134)을 통해 수치를 확인하여, 상기 지지몸체(130)의 상부 일 측에 위치한 상기 지지구(120)와 타 측에 위치한 상기 지지구(120') 사이의 중심에 위치하게 된다.

이때, 상기 레이저몸체(200)는, 상기 안내플레이트(132) 상면에 형성된 수치나열면(134)의 숫자 0 에 중심이 위치되는 것이 바람직하고, 그 숫자는 일 측으로 갈수록 숫자의 크기가 커지고 타 측으로 갈수록 숫자의 크기가 작아지는 것이 바람직하다.

이렇게, 상기 수치나열면(134)의 확인과 상기 레이저몸체(200)의 작동으로 인해, 상기 하중체(190)가 상기 시편(30)의 노치(32)에 수직방향으로 반복 압축하중을 부과하는지 상기 하중체(190)의 작용선을 정확히 확인 가능하게 된다.

또한, 상기 레이저몸체(200)의 작동은 상기 하중체(190)가 상기 시편(30)에 반복 압축하중을 부과시에 상기 시편(30)에서 발생 되는 굽힘 반력이 작용 되는 반력 작용선을 확인할 수 있도록 하기 때문에, 상기 시편(30)의 피로파괴에 대한 저항력 평가에 대해, 더욱 정확한 실험 자료결과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

예컨대, 상기 레이저몸체(200)를 중심으로 일 측에 위치한 상기 지지구(120)로 갈수록 상기 수치나열면(134)의 숫자는 1,2,3,4... 로 기재되고, 타 측에 위치한 상기 지지구(120')로 갈수록 상기 수치나열면(134)의 숫자는 -1,-2.-3,-4... 로 기재된 것이 바람직하다.

또한, 상기 수평플레이트(230)에 구비된 수치면(234)에 기재된 숫자의 크기는 상기 수치나열면(134)의 숫자에 대응되게 기재된 것이 바람직하다.

이렇게, 상기 지지몸체(130)에 상기 레이저몸체(200)가 정 위치한 후, 상기 레이저발광부(210)의 광발생기(214)에서 빛을 발생시켜, 상기 발산홈(216)을 통해 발산하게 된다.

이어서, 상기 발산홈(216)을 통해 발산되는 빛은 수직방향으로 조사되게 된다.

이때, 조사되는 빛을 기준으로 상기 시편(30)을 수평방향으로 유동시켜, 상기 노치(32)가 조사되는 빛에 위치되도록 하게 되면, 상기 시편(30)은 정렬되게 되는 것이다.

그리고, 상기 시편(30)을 지지하는 상기 지지롤러(110, 110')는 일정위치에서 회동만 되기 때문에, 상기 시편(30)을 간편하게 유동시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 시편(30)의 높이에 따라, 상기 회동조절편(246)을 회동시켜 상기 레이저발광부(210)의 수직 높이를 변경하여, 보다 용이하게 상기 시편(30)을 정렬하게 된다.

때에 따라서, 상기 발산홈(216)을 통해 발산되는 빛은 상기 시편(30)의 노치(32)의 상부부터 상기 안내플레이트(132)의 상면에 구비된 수치나열면(134) 까지 수직으로 동시에 조사되는 상태를 유지가능한 것이 바람직하다.

이렇게, 상기 시편(30)이 정 위치에 정렬되면, 상기 시편(30) 상부에 구비된 상기 하중체(190)가 상기 시편(30)에 반복 압축하중을 부과하게 된다.

이어서, 상기 시편(30)이 반복 압축하중을 받게 되면, 상기 시편(30)은 피로파괴되기 시작하는데, 이러한 피로파괴의 정도는 상기 노치(32)의 상부에서 발생 되는 크랙(80)의 방향 및 크기를 확인하는 것으로 가능하게 된다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시 예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가 적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

30 : 시편 32 : 노치
50 : 볼트 80 : 크랙
100 : 지그 110, 110' : 지그롤러
120, 120' : 지지구 122, 122' : 안착홈
124, 124' : 슬라이딩홈
130 : 지지몸체 132 : 안내플레이트
133 : 결합너트홈 134 : 수치나열면
190 : 하중체
200 : 레이저몸체 210 : 레이저발광부
211 : 너트홈 212 : 고정홈
214 : 광발생기 216 : 발산홈
220 : 수직플레이트 221 : 스크류홈
222 : 가이드홈
230 : 수평플레이트 232 : 수치확인홈
234 : 수치면 236 : 관통너트홈
240 : 승하강부 242 : 스크류볼트
244 : 가이드봉 246 : 회동보조편

Claims

반복하중을 가하는 피로파괴 시험을 위한 시편을 하부에서 구름 지지하는 지그와, 상기 시편 중심 상부에서 수직방향으로 반복적으로 압축하중을 가하는 하중체와, 상기 지그에 의해 지지 되되, 레이저빔을 사용하여 상기 시편의 정렬을 확인하는 레이저몸체를 포함하되,
상기 지그는, 상기 시편과의 밀착되는 면이 최소화되게 지지하는 한 쌍의 봉 형태를 갖는 지지롤러와, 상기 지지롤러가 회동 가능하도록 상기 지지롤러를 하부에서 각각 지지하는 지지구와, 상기 지지구를 하부에서 지지하는 수평방향으로 형성된 지지몸체를 포함하며,
상기 지지구 상부에는, 상기 지지롤러가 회동 가능하도록 안착 되는 안착홈이 구비되고, 상기 지지구 하부에는 상기 지지몸체 상부에 연결된 채로, 수평방향으로 이동 또는 고정가능하도록 된 슬라이딩홈이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 시편 정렬기.
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제 1항에 있어서,
상기 지지몸체는,
상기 지지구의 슬라이딩홈과 연결되어, 상기 지지구가 이동 또는 고정 가능하도록 된 안내플레이트가 포함되는 것을 특징으로 하는 시편 정렬기.
제 4항에 있어서,
상기 안내플레이트는,
외부에서 수치를 확인할 수 있도록 하는 숫자와 눈금이 기재된 수치나열면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시편 정렬기.
제 1항에 있어서,
상기 시편의 중심에는,
수직방향으로 홈이 파여 진 노치가 포함되는 것을 특징으로 하는 시편 정렬기.
제 1항에 있어서,
상기 하중체는,
상기 시편과의 밀착되는 면이 최소화된 채로, 상기 시편에 압축하중을 가할 수 있도록 원형 봉 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 시편 정렬기.
제 1항에 있어서,
상기 레이저몸체는,
수평 되게 위치하는 상기 시편의 중심에 수직방향으로 레이저광을 발산하는 레이저발광부와,
상기 레이저발광부를 하부에서 지지하도록 수직방향으로 형성되는 수직플레이트와,
상기 수직플레이트 하부에 수평방향으로 형성되어 상기 지그와 연결되는 수평플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 시편 정렬기.
제 8항에 있어서,
상기 레이저발광부는,
상기 수직플레이트에 지지된 채로, 승 하강 가능하도록 된 승하강부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시편 정렬기.
제 9항에 있어서,
상기 승하강부는,
상기 레이저발광부와 수직플레이트에 상호 연결된 채로 회동 됨으로써, 상기 레이저발광부가 승강 또는 하강 가능하도록 하는 스크류볼트와, 상기 스크류볼트와 나란하게 형성되면서도, 상기 레이저발광부와 수직플레이트에 상호 연결되는 가이드봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 시편 정렬기.
제 10항에 있어서,
상기 스크류볼트는,
외부에서 파지가능하도록 된 회동보조편을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시편 정렬기.
제 10항에 있어서,
상기 레이저발광부는,
상기 스크류볼트의 양방향 회동에 의해 상승 또는 하강 되도록 하는 너트홈과, 상기 가이드봉 상부가 고정되는 고정홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 시편 정렬기.
제 9항에 있어서,
상기 수직플레이트는,
상기 스크류볼트의 양방향 회동에 의해 상승 또는 하강 되도록 하는 스크류홈과, 상기 가이드봉 하부가 가이드 되는 가이드홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 시편 정렬기.
제 8항에 있어서,
상기 레이저발광부는,
내부에 구비되어 레이저빔을 발생하는 광발생기와, 상기 광발생기에서 발생 된 광을 외부로 발산하는 발산홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시편 정렬기.
제 8항에 있어서,
상기 수평플레이트는,
상기 지그의 상면에 기재된 수치를 확인할 수 있도록 수직방향으로 관통형성된 수치확인홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시편 정렬기.
제 15항에 있어서,
상기 수치확인홈 내측에는,
외부에서 수치를 확인할 수 있도록 하는 숫자와 눈금이 기재된 수치면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시편 정렬기.