KR101323998B1

KR101323998B1 - 압축 시험 안전장치 및 이를 이용하는 압축 강도 시험 시스템

Info

Publication number: KR101323998B1
Application number: KR1020120056541A
Authority: KR
Inventors: 석창성; 안상수; 홍석우
Original assignee: 성균관대학교산학협력단
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2013-10-30

Abstract

본 발명은 압축 시험 안전장치에 관한 것이며, 본 발명의 압축 시험 안전장치는 하중 인가 장치로부터 하중을 인가받아 시편의 압축 강도를 시험하기 위한 장치에 있어서, 상기 하중 인가장치로부터 하중을 인가받으며 내측으로 함몰되는 안내홈이 형성되는 몸체부; 일단은 상기 안내홈에 삽입된 상태로 고정되며, 타단은 상기 몸체부로부터 노출되어 상기 시편과 접촉하여 압축력을 인가하는 가압부; 상기 가압부를 상기 몸체부에 고정하되, 상기 하중 인가 장치로부터 임계하중 이상의 하중이 인가되는 경우 상기 가압부가 상기 몸체부로부터 고정 해제되도록 파괴되는 고정편;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 압축강도를 알지 못하는 시편 시험시에 미리 설정된 임계하중에서 시험장비의 정상 작동이 중단되도록 함으로써, 장비의 파손, 고장을 방지하고 시험환경의 안정성을 확보할 수 있는 압축 시험 안전장치가 제공된다.

Description

압축 시험 안전장치 및 이를 이용하는 압축 강도 시험 시스템{SAFETY APPARATUS FOR COMPRESSION TEST AND SYSTEM FOR TESTING COMPRESSION STRENGTH USING THE SAME}

본 발명은 압축 시험 안전장치 및 이를 이용하는 압축 강도 시험 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 장비의 파손을 방지하고 시험환경의 안정성을 확보한 상태에서 시편의 압축 강도를 측정할 수 있는 압축 시험 안전장치 및 이를 이용하는 압축 강도 시험 시스템에 관한 것이다.

시편을 대상으로 압축력을 인가하여 가해지는 압축력에 따른 시편의 특성을 검사하는 장치가 이용되고 있다. 다만, 이러한 압축 시험 안전장치를 통한 특성 시험시에 시험장비에 전달 되어지는 하중이 급격하게 올라가게 현상을 발견할 수 있게 된다.

이때, 기존의 많은 연구가 된 시편의 경우에는 압축 강도를 미리 예측하여 시험 장비에 대한 준비를 할 수 있으나, 압축강도를 알지 못하는 소재의 시편의 경우에는 압축시험을 진행하였을 때, 순식간에 시험장비의 고장이 발생하거나, 사고가 발생의 위험성이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 압축강도를 알지 못하는 시편 시험시에 미리 설정된 임계하중에서 시험장비의 정상 작동이 중단되도록 함으로써, 장비의 파손, 고장을 방지하고 시험환경의 안정성을 확보할 수 있는 압축 시험 안전장치 및 이를 이용하는 압축 강도 시험 시스템을 제공함에 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 하중 인가 장치로부터 하중을 인가받아 시편의 압축 강도를 시험하기 위한 장치에 있어서, 상기 하중 인가장치로부터 하중을 인가받으며 내측으로 함몰되는 안내홈이 형성되는 몸체부; 일단은 상기 안내홈에 삽입된 상태로 고정되며, 타단은 상기 몸체부로부터 노출되어 상기 시편과 접촉하여 압축력을 인가하는 가압부; 상기 가압부를 상기 몸체부에 고정하되, 상기 하중 인가 장치로부터 임계하중 이상의 하중이 인가되는 경우 상기 가압부가 상기 몸체부로부터 고정 해제되도록 파괴되는 고정편;을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 시험 안전장치에 의해 달성된다.

또한, 상기 안내홈은 상기 몸체부의 하면으로부터 내측으로 함몰되며, 상기 고정편의 파괴시에 상기 가압부는 상기 안내홈 내에서 이동가능하게 될 수 있다.

또한, 상기 몸체부는 원통형으로 마련되어, 외주면을 따라서 상호 이격되는 복수개의 고정홈이 형성되고, 상기 가압부는 원통형으로 마련되어, 외주면을 따라서 상호 이격되는 복수개의 삽입홈이 형성되며, 상기 고정편은 상기 고정홈을 관통한 상태에서 상기 삽입홈 내에 삽입될 수 있다.

또한, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 압축 시험 안전장치; 상기 압축 시험 안전장치에 하중을 제공하는 하중인가장치; 시편이 배치되어 상기 압축 시험 안전장치로부터 가해지는 압축력을 지지하는 지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 강도 시험 시스템에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 소모성 구성요소를 도입하여 압축 강도 시험시 사용되는 장비 또는 시편이 불필요하게 파손되는 것을 방지할 수 있는 압축 시험 안전장치 및 이를 이용하는 압축 강도 시험 시스템이 제공된다.

또한, 의도하지 않은 상태, 시점에서 발생할 수 있는 장비의 파손을 방지함으로써 안전한 시편 시험 환경을 조성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 압축 강도 시험 시스템의 개략적인 사시도이고,
도 2는 도 1의 압축 강도 시험 시스템의 분해사시도이고,
도 3은 도 1의 압축 강도 시험 시스템을 이용한 압축 시험시 압축 시험 안전장치가 하강하는 장면을 도시한 것이고,
도 4는 도 1의 압축 강도 시험 시스템을 이용한 압축 시험시 압축 시험 안전장치의 고정편이 파괴되는 원래를 개략적으로 도시한 것이고,
도 5는 도 1의 압축 강도 시험 시스템을 이용한 압축 시험시 고정편이 파괴되는 경우 압축 시험 안전장치 내부의 동작원리를 개략적으로 도시한 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 압축 강도 시험 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 압축 강도 시험 시스템의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 압축 강도 시험 시스템의 분해사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 압축 강도 시험 시스템(100)은 미리 정해진 임계하중 이상의 하중이 인가되는 경우에 소모성 구성요소만이 파괴되도록 함으로써 전체적인 파손을 방지하는 시스템에 관한 것으로서, 하중인가장치(110)와 압축 시험 안전장치(120)와 지지부(130)를 포함한다.

상기 하중인가장치(110)는 후술하는 압축 시험 안전장치(120)와 결합되어, 하중을 제공함으로써 시편(10)에 압축력을 공급하기 위한 장치이다. 한편, 하중인가장치(110)의 하면에는 후술하는 압축 시험 안전장치의 몸체부(121)와 결합되기 위한 나사산이 형성된다.

상기 압축 시험 안전장치(120)는 일단은 하중인가장치(110)와 결합하고 타단은 시편(10)과 결합함으로써 하중인가장치(110)로부터 가해지는 하중을 시편(10)에 전달하기 위한 것으로서, 몸체부(121)와 가압부(124)와 고정편(126)을 포함한다.

상기 몸체부(121)는 일단부에는 후술하는 가압부(124)를 수용하되, 타단부와는 압축 시험 안전장치(120)와 결합하는 것으로서, 소정 직경의 원통형으로 마련된다. 한편, 몸체부(121)의 직경은 시험 대상이 되는 시편(10)의 소재, 두께 등 시험 환경 및 필요한 내구성의 정도를 종합적으로 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.

한편, 상술한 하중인가장치(110)과 결합되도록 몸체부(121)의 상단에는 외주면을 따라 나사산이 형성된다. 나사산의 피치 및 직경은 하중인가장치(110)에 형성되는 내나사산의 규격에 따라 결정한다.

상황에 따라 후술하는 가압부(124)의 부분 또는 전체가 수용될 수 있도록 몸체부(121)의 하면에는 내측으로 소정 깊이로 함몰되는 안내홈(122)이 형성된다. 가압부(124)에 형성되는 안내홈(1220은 원형의 횡단면을 가지고, 내경은 고정 해제된 상태에서의 가압부(124)가 원활하게 슬라이딩 이동할 수 있을 정도의 규격으로 마련된다.

안내홈(122)은 가압부(124)의 하단부가 외측으로 노출되지 않을 정도의 깊이로 형성되나, 이에 제한되는 것은 아니고, 고정편 파손에 따라 고정해제된 가압부(124)가 미세 이동하여 하중부가에 따른 파손이 일어나지 않을 정도의 깊이로 형성되면 충분하다.

또한, 안내홈(122)이 형성되는 영역의 몸체부(121) 외주면에는 고정편(126)이 관통될 수 있도록 복수개의 고정홈(123)이 상호 이격되게 형성된다. 고정홈(123)은 고정편(126)에 의하여 몸체부(121)에 고정된 가압부(124)의 하단이 외측으로 노출될 수 있는 위치에 마련되며, 이는 가압부(124)의 크기, 가압부(124)에 형성되는 삽입홈(125)의 위치 등을 고려하여 결정된다.

한편, 몸체부(121)의 외주면을 따라 상호 이격되는 고정홈(123)의 개수는 설정되는 임계하중을 고려하여 결정되는 것이 바람직하다.

상기 가압부(124)는 검사 대상이 되는 시편(10)과 직접적으로 접촉하여 몸체부(121)로부터 전달되는 하중을 시편(10)에 제공하기 위한 부재로서, 후술하는 고정편(126)에 의하여 몸체부(121)와 고정된다.

한편, 가압부(124)의 외주면에는 몸체부(121)와의 고정상태를 유지시키는 고정편(126)이 삽입될 수 있도록 복수개의 삽입홈(125)이 형성된다. 복수개의 삽입홈(125)은 몸체부(121)에 형성되는 고정홈(123)과 대응되는 개수로 마련되며, 가압부(124)의 하단이 노출된 상태로 몸체부(121)와 고정될 수 있도록 고정홈(123)의 위치가 결정된다.

상기 고정편(126)은 가압부(124)를 몸체부(121)에 고정시키기 위한 부재로서, 본 실시예에서는 볼트 형태로 마련되나, 일반적인 핀과 같이 가압부(124)와 몸체부(121)를 상호 고정할 수 있는 것이라면 제한되지 않고 이용될 수 있다.

한편, 고정편(126)은 가압부(124)를 몸체부(121)에 고정시키되, 상술한 몸체부(121) 또는 가압부(124)가 파손되는 것을 방지하기 위하여 임계하중 이상의 하중이 인가되는 경우에는 파괴되어, 가압부(124)와 몸체부(121)의 결합관계를 해제하도록 설계된다.

따라서, 고정편(126)의 소재, 크기, 직경, 개수 등 고정편(126)의 내구성에 관련된 특성 들은 시편(10)의 시험 전에 미리 정해지는 임계하중을 고려하여 결정되는 것이 바람직하다.

한편, 고정편(126)은 몸체부(121)의 고정홈(123)을 관통한 상태에서 가압부(124)의 외주면에 형성되는 삽입홈(125) 내에 삽입, 고정된다. 고정편(126)이 파괴되지 않은 상태로 삽입홈(125) 내에 고정되면, 가압부(124)는 몸체부(121)에 고정된 상태로 일단은 몸체부(121)의 안내홈(122) 내에 수용되고 타단은 몸체부(121)로부터 하측으로 돌출되어 노출된다.

상기 지지부(130)는 시편(10)이 놓여진 상태에서 시편(10)에 가해지는 압축력을 대응하여 시편(10)을 상측으로 지지하기 위한 부재이다.

지금부터는 상술한 압축 강도 시험 시스템의 일실시예의 작동에 대하여 설명한다.

먼저, 시편(10)의 압축 강도 시험을 진행하기 전에 가압부(124)와 몸체부(121) 간의 결합해제가 일어나는 임계하중을 설정한다. 즉, 상술한 바와 같이 미리 설정된 임계하중이 시편(10)에 가해지는 경우에는 가압부(124)와 몸체부(121)를 연결하고 있는 고정편(126)이 파괴되어 결합이 해제되도록 함으로써, 장비의 파손을 방지하고 안전한 시험환경을 조성하기 위함이다.

상기와 같은 과정에 의하여, 임계하중이 설정되면, 몸체부(121) 상단에 형성되는 나사산을 이용하여 몸체부(121)와 하중인가장치(110)를 견고하게 결합한다.

알단부에 시편이 결합된 가압부(124)의 타단부를 몸체부(110)의 안내홈(122) 내에 삽입하고, 가압부(124)의 삽입홈(125)의 위치가 몸체부(110)의 고정홈(123)에 대응되도록 위치시킨다.

다음으로, 고정편(126)의 단부를 고정홈(123)에 관통시키고 삽입홈(125) 내에 삽입하면, 가압부(124)는 시편(10)이 결합된 쪽의 영역은 몸체부(121)의 하측으로 노출되고 반대쪽 영역은 안내홈(122) 내에 수용된 상태로 몸체부(110)와 결합, 고정된다.

도 3은 도 1의 압축 강도 시험 시스템을 이용한 압축 시험시 압축 시험 안전장치가 하강하는 장면을 도시한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 시편(10)을 지지부(130) 상에 배치한 상태에서 하중인가장치(110)로부터 소정의 하중을 인가하면 시편(10)에는 압축력이 가해진다. 이때, 가해지는 하중을 점진적으로 증가시키면 시편(10)에는 더욱 큰 압축력이 가해지고, 원하는 정도의 압축력이 가해진 상태에서 시편(10)을 분리하여 시편(10)의 특성을 측정할 수 있다.

도 4는 도 1의 압축 강도 시험 시스템을 이용한 압축 시험시 압축 시험 안전장치의 고정편이 파괴되는 원래를 개략적으로 도시한 것이다.

다만, 도 4에 도시된 바와 같이, 하중이 가해지는 중에 앞서서 미리 정해진 임계하중 이상의 하중이 시편에 인가되는 경우에 몸체부(121)와 가압부(124)를 상호 결합시키고 있는 고정편(126)이 하중을 견디지 못하여 파괴되고, 몸체부(121)와 가압부(124) 간의 결합이 해제된다.

도 5는 도 1의 압축 강도 시험 시스템을 이용한 압축 시험시 고정편이 파괴되는 경우 압축 시험 안전장치 내부의 동작원리를 개략적으로 도시한 것이다.

그리고 나서, 도 5에 도시된 바와 같이, 몸체부(121)로부터 결합관계가 해지된 가압부(124)는 안내홈(122)의 내부로 슬라이딩 이동함으로써, 가압부(124) 또는 몸체부(121)가 하중을 지지하지 못하고 자체파손되는 것이 방지된다. 이때, 가해지는 하중에 따라서 안내홈(122) 내부에 수용되는 가압부(124)의 범위는 일부가 될 수도 있고, 가압부(124)의 전영역이 안내홈(122) 내에 수용될 수도 있다.

따라서, 본 실시예에 의하면, 미리 설정된 임계하중에서 파손되도록 강성 설계된 고정편을 이용함으로써, 장비 또는 시편이 의도하지 않게 파손되는 것을 방지하고 더욱 안전한 환경에서 시험이 진행될 수 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

100 : 본 발명의 일실시예에 따른 압축 강도 시험 시스템
110 : 하중인가장치 120 : 압축 시험 안전장치
130 : 지지부

Claims

하중 인가 장치로부터 하중을 인가받아 시편의 압축 강도를 시험하기 위한 장치에 있어서,
상기 하중 인가장치로부터 하중을 인가받으며 내측으로 함몰되는 안내홈이 형성되는 몸체부;
일단은 상기 안내홈에 삽입된 상태로 고정되며, 타단은 상기 몸체부로부터 노출되어 상기 시편과 접촉하여 압축력을 인가하는 가압부;
상기 가압부를 상기 몸체부에 고정하되, 상기 하중 인가 장치로부터 임계하중 이상의 하중이 인가되는 경우 상기 가압부가 상기 몸체부로부터 고정 해제되도록 파괴되는 고정편;을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 시험 안전장치.
제1항에 있어서,
상기 안내홈은 상기 몸체부의 하면으로부터 내측으로 함몰되며,
상기 고정편의 파괴시에 상기 가압부는 상기 안내홈 내에서 이동가능하게 되는 것을 특징으로 하는 압축 시험 안전장치.
제2항에 있어서,
상기 몸체부는 원통형으로 마련되어, 외주면을 따라서 상호 이격되는 복수개의 고정홈이 형성되고,
상기 가압부는 원통형으로 마련되어, 외주면을 따라서 상호 이격되는 복수개의 삽입홈이 형성되며,
상기 고정편은 상기 고정홈을 관통한 상태에서 상기 삽입홈 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 압축 시험 안전장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 압축 시험 안전장치;
상기 압축 시험 안전장치에 하중을 제공하는 하중인가장치;
시편이 배치되어 상기 압축 시험 안전장치로부터 가해지는 압축력을 지지하는 지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 강도 시험 시스템.