KR101295171B1

KR101295171B1 - 충격 시험기

Info

Publication number: KR101295171B1
Application number: KR1020110138802A
Authority: KR
Inventors: 임종민; 은희광; 문남진; 이동우; 문귀원
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2013-08-09
Also published as: KR20130071548A

Abstract

본 발명은 가진에 의한 충격 시험기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시험 수행 시 충격 요구사항을 만족시키도록 고주파 성분의 제어가 가능하고 전방향 가진 시험이 가능한 충격시험기에 관한 것이다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 충격 시험기는, 고주파 영역을 안정적으로 제어하기 때문에 성능 테스트 요구사항에 만족하는 시험 결과를 제공하게 되는 효과가 있다.
또한, 별도의 치구 없이 구조물의 수직방향 충격 및 수평방향 충격을 구현할 수 있어 추가 비용 절감 및 테스트 시간을 단축시키는 효과가 있다.

Description

충격 시험기{Impact Tester}

본 발명은 가진에 의한 충격 시험기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시험 수행 시 충격 요구사항을 만족시키도록 고주파 성분의 제어가 가능하고 전방향 가진 시험이 가능한 충격시험기에 관한 것이다.

충격 시험기란, 구조물을 지지판 또는 지지대에 고정시킨 후 중량물을 공압 등을 이용하여 일정 속도로 지지판에 충돌 시키고, 지지판에 전달되는 충격을 구조물에 전달하여 구조물의 성능을 시험하는 기구를 말한다.

도 1에는 통상의 가진에 의한 충격 시험기가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 통상의 충격 시험기는 지지판(2)과, 지지판(2)에 충격을 가하기 위한 중량물(5)과, 중량물(5)을 지지판(2)에 충돌시키기 위한 공압부(1)로 이루어진다. 시험 방법은 공압부(1)를 통해 중량물(5)에 압력을 가하면 중량물(5)은 일정 속도로 이동해 지지판(2)에 충돌하게 되고, 충돌로 인한 충격이 지지판(2)을 통해 구조물(6)에 전달하게 된다.

상기와 같은 방식의 충격 시험기는 고주파 가진 영역에서의 크기가 허용오차범위를 초과하는 특성이 있기 때문에 고주파 영역에서 성능 테스트 요구 조건을 만족시키지 못하는 문제점이 발생한다.

또한, 가진 방향이 x 방향으로 제한되어 x 방향에 직각인 y 방향 또는 x 방향과 y 방향의 직각인 z 방향의 가진 시험을 위해서는 구조물의 고정을 위한 추가적인 치구의 제작이 요구된다.

따라서 고주파 영역에서의 성능 테스트 요구 조건을 만족시킴과 동시에 추가적인 치구 없이 전방향 가진 시험이 가능한 충격 시험기의 개발이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 구조물이 고정되는 지지판을 댐퍼를 통해 지지하여 지지판 충격 시 고주파 영역을 허용범위 내에서 제어하게 되는 충격 시험기를 제공함에 있다.

또한, 자유낙하 방식의 중량물을 이용해 지지판을 충격하며, 별도의 치구 없이 지지판에 수직 또는 수평으로 충격을 가하게 되는 충격 시험기를 제공함에 있다.

본 발명의 충격 시험기는, 시험대; 상면에 구조물이 고정되며, 상기 시험대 상측에 고정되는 지지판; 상기 시험대에 설치되며, 자유 낙하에 의해 상기 지지판에 충격을 가하는 충격부; 및 진동 감쇠를 위해 상기 시험대와 지지판 사이에 구비되는 댐퍼부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 하면이 상기 지지판의 상면 둘레에 맞닿는 제1 고정판과, 상기 제1 고정판에서 하방으로 일정거리 이격되며, 상면이 상기 시험대의 하면 둘레에 맞닿는 제2 고정판과, 상기 제1 고정판과 제2 고정판을 연결하는 연결판으로 되는 적어도 하나 이상의 고정부; 를 더 포함하며, 상기 제1 고정판과 지지판 사이에는 탄성 재질의 러버가 삽입되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충격부는, 상하 길이방향으로 구비되며, 하단이 상기 시험대의 측면에 고정 설치되는 충격지지대; 중량물과, 일단이 상기 중량물에 고정되고 타단이 상기 충격지지대에 힌지 결합되는 중량물로드로 구성되는 펜듈럼(Pendulum); 으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충격지지대에는, 상기 중량물로드와 힌지 결합을 위한 힌지 결합홀이 형성되되, 상기 힌지 결합홀은, 상기 지지판에 수직 충격을 위해 충격지지대의 하측에 형성되는 제1 힌지홀과, 상기 지지판의 수평 충격을 위해 충격지지대의 상측에 형성되는 제2 힌지홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

다른 실시 예의 상기 충격지지대에는, 상기 중량물로드와 힌지 결합을 위한 힌지 결합홀이 형성되되, 상기 힌지 결합홀은, 상기 지지판에 수직 충격 및 수평 충격을 위해 상하 길이방향을 따라 연속적으로 형성되는 힌지슬릿홀인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 충격 시험기는, 고주파 영역을 안정적으로 제어하기 때문에 성능 테스트 요구사항에 만족하는 시험 결과를 제공하게 되는 효과가 있다.

또한, 별도의 치구 없이 구조물의 수직방향 충격 및 수평방향 충격을 구현할 수 있어 추가 비용 절감 및 테스트 시간을 단축시키는 효과가 있다.

도 1은 종래의 충격 시험기 개략도
도 2는 본 발명의 충격 시험기 사시도
도 3은 본 발명의 충격 시험기 부분 단면도
도 4a는 본 발명의 충격부 정면도
도 4b는 본 발명의 다른 실시 예의 충격부 정면도
도 5는 본 발명의 충격 시험기 작동상태 정면도 (수직 충격)
도 6은 본 발명의 충격 시험기 작동상태 정면도 (수평 충격)

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 충격 시험기는 시험부(10), 지지판(20), 댐퍼부(30), 고정부(40) 및 충격부(50)를 포함하여 이루어진다.

시험부(10)는 시험대(11)와 시험대(11)를 지지하는 복수개의 다리로 구성되며, 통상의 테이블 구성이 적용될 수 있는 바 이에 대한 상세 설명은 생략한다.

시험부(10)의 상면에는 댐퍼부(30)가 구비된다. 댐퍼부(30)는 두께가 있는 판체 상으로 이루어지며, 진동을 감쇄시킬 수 있는 재질이면 어떠한 재질도 적용이 가능하다. 일예로 강도가 있는 스티로폼이나, 우레탄 재질이 적용될 수 있다.

댐퍼부(30)의 상면에는 지지판(20)이 구비된다. 지지판(20)은 충격 발생 시 진동 주파수를 지지판(20) 상면에 고정되는 구조물(60)에 전달하기 위한 핵심 구성이다. 지지판(20)은 얇은 판체 상으로 이루어진다. 지지판(20)은 진동 주파수를 전달하기 위해 스테인리스 재질이 적용될 수 있다.

상기와 같은 구성을 통해 충격부(50)로부터 지지판(20)에 충격 발생 시 고주파 영역의 주파수를 댐퍼(30)의 진동감쇄를 통해 안정적으로 제어할 수 있게 된다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 지지판(20) 둘레에는 충격 발생 시 지지판(20)의 시험대(10) 이탈을 방지하기 위해 고정부(40)가 설치될 수 있다. 고정부(40)는 시험대(10)와 지지판(20)의 측면에 구비되어 끼움 결합에 의해 시험대(10)와 지지판(20)을 고정시키도록 구성된다. 지지판(20)은 필요에 따라 복수 개 구비될 수 있다. 고정부(40)는 제1 고정판(41), 제2 고정판(42) 및 연결판(43)으로 구성된다. 제1 고정판(41)은 하면이 지지판(20)의 상면에 맞닿도록 구성된다. 제2 고정판(42)은 제1 고정판(41)의 하방으로 이격 형성되며, 상면이 시험대(10)의 하면에 맞닿도록 구성된다. 연결판(43)은 제1 고정판(41)의 일단과 제2 고정판(42)의 일단을 연결하도록 구성된다. 이때, 상기 고정부(40)는 충격 발생 시 지지판(20)의 진동을 방해하지 않기 위해 러버(45)가 구비될 수 있다. 러버(45)는 탄성 재질로 제1 고정판(41)과 지지판(20) 사이에 끼워질 수 있다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 충격부(50)는 충격지지대(51)와 펜듈럼(52)으로 구성된다.

충격지지대(51)는 시험대(10)의 측면에 돌출 형성되는 시험지지대(12)에 설치될 수 있다. 충격지지대(51)는 상하 길이방향으로 형성되며, 일정 높이를 가지고 하단이 시험지지대(12)의 상면에 고정 설치된다. 충격지지대(51)에는 펜듈럼(52)과 힌지 결합을 위한 힌지 결합홀(51a, 51b, 51c)이 형성된다.

이때, 본 발명은 충격부(50)가 지지판(20)에 수직 또는 수평으로 충격을 가하기 위해 다음과 같은 특징적인 구성을 갖는다.

충격부(50) 실시 예 1

도 4a를 참조하면, 충격지지대(51)에는 제1 힌지홀(51a)과 제2 힌지홀(51b)이 각각 형성될 수 있다. 제1 힌지홀(51a)은 충격지지대(51)의 하측에 형성되며 제1 힌지홀(51a)에 펜듈럼(52)이 결합 설치되면 도 5에 도시된 바와 같이 충격부(50)가 지지판(10)에 수직하게 충격을 가하도록 구성할 수 있다. 제2 힌지홀(51b)은 충격지지대(51)의 상측에 형성되며, 제2 힌지홀(51b)에 펜듈럼(52)이 결합 설치되면 도 6에 도시된 바와 같이 충격부(50)가 지지판(10)의 측단에 수평하게 충격을 가하도록 구성할 수 있다.

충격부(50) 실시 예 2

도 4b를 참조하면, 충격지지대(51)에는 힌지슬릿홀(51c)이 형성될 수 있다. 힌지슬릿홀(51c)은 충격지지대(51)의 상하 길이방향을 따라 연속적으로 관통 형성될 수 있다. 따라서 힌지슬릿홀(51c)의 상측에 펜듈럼(52)이 결합 설치되면 도 5에 도시된 바와 같이 충격부(50)가 지지판(10)에 수직하게 충격을 가하도록 구성할 수 있다. 힌지슬릿홀(51c)의 하측에 펜듈럼(52)이 결합 설치되면, 도 6에 도시된 바와 같이 충격부(50)가 지지판(10)의 측단에 수평하게 충격을 가하도록 구성할 수 있다. 또한 펜듈럼(52)의 설치높이를 힌지슬릿홀(51c)을 통해 조절할 수 있기 때문에 다양한 낙하 시험이 가능한 효과가 있다.

펜듈럼(52)은 중량물(52a), 일단이 중량물(52a)에 고정되고 타단에 힌지결합부(52c)가 형성되는 중량물로드(52b)로 구성된다. 펜듈럼(52)은 타단에 힌지결합부가 형성되는 통상의 진자의 구성이 적용될 수 있는 바 이에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다. 상기 힌지결합부(52c)는 펜듈럼(52)이 힌지결합부(52c)를 중심축으로 힌지 회동 가능하도록 상술된 힌지결합홀(51a, 51b, 51c)에 힌지 결합될 수 있다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 5에는 지지판(10)에 수직하게 가해지는 충격을 구조물(60)에 전달하기 위한 실험 구성이다. 따라서 펜듈럼(52)의 힌지결합부(52c)는 제1 힌지결합홀(51a)에 결합 설치되며, 정해진 충격량을 지지판(20)에 가하기 위해 중량부(52a)의 무게나 낙하 높이를 조절하여 펜듈럼(52)을 일방향으로 자유 낙하시켜 지지판(20)에 수직한 충격을 가하게 된다.

도 6에는 지지판(10)에 수평하게 가해지는 충격을 구조물(60)에 전달하기 위한 실험 구성이다. 따라서 펜듈럼(52)의 힌지결합부(52c)는 제2 힌지결합홀(51b)에 결합 설치되며, 정해진 충격량을 지지판(20)에 가하기 위해 중량부(52a)의 무게나 낙하 높이를 조절하여 펜듈럼(52)을 타방향으로 자유 낙하시켜 지지판(20)에 수평한 충격을 가하게 된다.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

10 : 시험부 11 : 시험대
20 : 지지판
30 : 댐퍼부
40 : 고정부 41 : 제1 고정판
42 : 제2 고정판 43 : 연결판
45 : 러버
50 : 충격부 51 : 충격지지대
51a : 제1 힌지홀 51b : 제2 힌지홀
51c : 힌지슬릿홀 52 : 펜듈럼
52a : 중량물 52b : 중량물로드
52c : 힌지결합부
60 : 구조물

Claims

시험대;
상면에 구조물이 고정되며, 상기 시험대 상측에 고정되는 지지판;
상기 시험대에 설치되며, 자유 낙하에 의해 상기 지지판에 충격을 가하는 충격부; 및
진동 감쇠를 위해 상기 시험대와 지지판 사이에 구비되는 댐퍼부; 를 포함하며,
상기 충격부는,
상하 길이방향으로 구비되며, 하단이 상기 시험대의 측면에 고정 설치되는 충격지지대; 및
중량물과, 일단이 상기 중량물에 고정되고 타단이 상기 충격지지대에 힌지 결합되는 중량물로드로 구성되는 펜듈럼(Pendulum); 으로 구성되는, 충격 시험기.
제 1항에 있어서,
상기 시험기는,
하면이 상기 지지판의 상면 둘레에 맞닿는 제1 고정판과, 상기 제1 고정판에서 하방으로 일정거리 이격되며, 상면이 상기 시험대의 하면 둘레에 맞닿는 제2 고정판과, 상기 제1 고정판과 제2 고정판을 연결하는 연결판으로 되는 단수 또는 복수의 고정부;
를 더 포함하는, 충격 시험기.
제 2항에 있어서,
상기 제1 고정판과 지지판 사이에는 탄성 재질의 러버가 삽입되는 것을 특징으로 하는 충격 시험기.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 충격지지대에는,
상기 중량물로드와 힌지 결합을 위한 힌지 결합홀이 형성되되, 상기 힌지 결합홀은, 상기 지지판에 수직 충격을 위해 충격지지대의 하측에 형성되는 제1 힌지홀과, 상기 지지판의 수평 충격을 위해 충격지지대의 상측에 형성되는 제2 힌지홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 충격 시험기.
제 1항에 있어서,
상기 충격지지대에는,
상기 중량물로드와 힌지 결합을 위한 힌지 결합홀이 형성되되, 상기 힌지 결합홀은, 상기 지지판에 수직 충격 및 수평 충격을 위해 상하 길이방향을 따라 연속적으로 형성되는 힌지슬릿홀인 것을 특징으로 하는 충격 시험기.