KR101329377B1 - 고속 충돌 인장 시험 장치 - Google Patents

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백점기
김봉주
박기병
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부산대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 고속의 충격에 의하여 시편의 인장력을 측정하기 위한 장치에 관한 것으로서 고속 충격에 따라 장치의 후방에 미치는 충격력을 신속하고 효율적으로 흡수 및 완화하고, 되튀는 반발력을 신속하고 효과적으로 제어함으로써 시편에 가재지는 2차 충격력을 예방할 수 있도록 한 고속 충돌 인장 시험 장치에 관한 것이다.
본 발명에서는 바닥면에 마련되는 철재 구조물인 베이스 프레임(101); 상기 베이스 프레임의 상부에 형성되는 가이드 레일(102); 상기 베이스 프레임의 전방 측에 마련되는 타격용 유압 실린더(110); 상기 베이스 프레임의 후방 측에 마련되는 레일(104) 상에서 전후 이동 가능하게 설치되며 댐핑 유압 실린더에 연결되는 질량 댐퍼(130); 상기 질량 댐퍼의 전방측에 연결되는 후방 고정 블럭(144)과, 상기 후방 고정 블럭 상에 후단부가 고정되는 다수의 유압 실린더로 이루어지는 1차 충격 완충기(150); 상기 1차 충격 완충기의 전방에 위치하며 다수의 가이드바(146)에 의하여 상기 후방 고정 블럭과 연결되며 시편 장착죠가 형성되는 전방 고정 블럭(142)과, 상기 가이드바 상에서 전후로 슬라이드 가능하게 장착되며 시편 장착죠가 형성되는 이동 블럭(143); 상기 전방 고정 블럭의 전방 측에 위치하며 상기 가이드 레일 상에서 전후 이동 가능하게 장착되는 타격 블럭(141)과, 일측 선단이 상기 타격 블럭에 연결되고 타측 선단부는 상기 전방 고정 블럭을 관통하여 상기 이동 블럭에 연결되는 다수의 슬라이드바(145); 실린더 로드의 선단부가 상기 이동 블럭을 향하도록 상기 전방 고정 블럭 상에 장착되며 유압 실린더의 구조를 가지는 다수의 이중 타격 방지 완충기(160); 및 상기 베이스 프레임 전방의 가이드 레일 상에 전후로 이동 가능하게 장착되는 충돌 대차(120);를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 충돌 인장 시험 장치에 관하여 개시한다.

Description

고속 충돌 인장 시험 장치{A tensile testing device using a high-speed impact}
본 발명은 고속 충돌을 이용한 금속 시편의 인장 시험 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 고속 충돌에 의한 충격을 다단계로 방지하고 금속 시편에 가해지는 이중 타격을 방지할 수 있도록 개발된 고속 충돌 인장 시험장치에 관한 것이다.
인장시험은 재료의 기계적 특성을 알아내기 위한 가장 기본적인 시험으로서 일반적으로 간단하며, 상대적으로 저렴하고 시험 절차와 분석 과정이 대부분 표준화가 되어있다. 즉, 재료를 당겨봄으로써 그 재료가 인장력에 대하여 어떤 반응을 보이는지를 알아내는 것이다.
이러한 인장시험을 통하여 그 재료의 특성을 잘 알 수 있는데 재료가 파단이 일어날 때까지 당기게 되면 목적 시편에 관한 인장 그래프를 얻을 수 있다. 이는 그 재료가 가해지는 인장력에 대해 어떻게 반응하는가를 보여주는 것이다. 하중이 가장 높은 지점의 응력이 그 재료의 인장강도 (Tensile strength)가 되며 최대강도 ("Ultimate Strength") 또는 UTS라고 한다.
이러한 인장시험 장치로는 유압 장치를 사용하여 금속 시편의 양측 선단부를 잡고 서서히 늘이는 방식의 것이 존재하며, 본 발명에서와 같이 고속의 충돌력을 가한 후 금속 시편에 가해지는 인장력을 측정하기 위한 인장시험 장치와 같은 것들이 존재한다.
금속 시편에 고속의 충격을 가하여 금속 시편이 인장 및 파단되도록 함으로써 금속 시편의 기계적, 재료적 특성을 시험하기 위한 장치의 경우 장치에 가해지는 충격을 여하히 완화 및 감쇠시키느냐 하는 것이 매우 중요한 설계 포인트가 되며, 특히 금속 시편을 충격하고 난 후 고정장치가 다시 되튀어 금속 시편에 이중 타격을 가하는 현상을 효율적으로 예방 및 제어할 수 있는 장치의 개발이 요청된다.
등록특허 특1997-0010357호 "충격완충장치", 등록특허 10-0847226호 "속도 응답형 댐퍼 및 충격 흡수 댐퍼장치", 특허공고번호 특1983-0000412호 "충격 흡수기", 출원공개공보 특1992-7001712호 "적응 완충장치 및 그 장치용 댐핑 밸브들" 등의 특허문헌들에서 차체나 선체 등에 가해지는 충격을 완화하기 위한 구조들에 관하여 개시하고 있으나, 이러한 종래의 충격완화 구조들은 금속 시편의 인장력 테스트를 위하여 개발된 것이 아니라는 점에서 금속 시편의 인장 시험용으로는 적합하지 않다는 문제가 있다.
따라서 금속 시편의 고속 충돌 인장 시험에 최적화된 충격완화 및 이중타격 방지 장치를 별도로 개발 및 개선할 필요가 생기게 되었다.
등록특허 특1997-0010357호 "충격완충장치"(1997.05.25) 등록특허 10-0847226호 "속도 응답형 댐퍼 및 충격 흡수 댐퍼장치"(2008.07.17) 특허공고번호 특1983-0000412호 "충격 흡수기"(1983.03.07) 출원공개공보 특1992-7001712호 "적응 완충장치 및 그 장치용 댐핑 밸브들"(1992.08.12)
본 발명의 목적은 금속 시편의 고속 충돌 인장 시험을 위한 장치를 제공하는 것이며, 본 발명에서는 특히 유압에 의하여 충격되어 고속으로 충돌하는 충돌 대차에 의하여 금속 시편이 장착된 지그 장치에 가해지는 2차 충격을 최소화함과 동시에 지그 구조물이 충격 완충에 의하여 다시 되튀면서 금속 시편을 이중으로 타격하는 것을 효과적으로 예방 및 제어할 수 있도록 된 고속 충돌 인장 시험 장치를 제공하고자 한다.
전술한 목적의 달성을 위하여 본 발명에서는, 바닥면에 마련되는 철재 구조물인 베이스 프레임(101); 상기 베이스 프레임의 상부에 형성되는 가이드 레일(102); 상기 베이스 프레임의 전방 측에 마련되는 타격용 유압 실린더(110); 상기 베이스 프레임의 후방 측에 마련되는 레일(104) 상에서 전후 이동 가능하게 설치되며 댐핑 유압 실린더에 연결되는 질량 댐퍼(130); 상기 질량 댐퍼의 전방측에 연결되는 후방 고정 블럭(144)과, 상기 후방 고정 블럭 상에 후단부가 고정되는 다수의 유압 실린더로 이루어지는 1차 충격 완충기(150); 상기 1차 충격 완충기의 전방에 위치하며 다수의 가이드바(146)에 의하여 상기 후방 고정 블럭과 연결되며 시편 장착죠가 형성되는 전방 고정 블럭(142)과, 상기 가이드바 상에서 전후로 슬라이드 가능하게 장착되며 시편 장착죠가 형성되는 이동 블럭(143); 상기 전방 고정 블럭의 전방 측에 위치하며 상기 가이드 레일 상에서 전후 이동 가능하게 장착되는 타격 블럭(141)과, 일측 선단이 상기 타격 블럭에 연결되고 타측 선단부는 상기 전방 고정 블럭을 관통하여 상기 이동 블럭에 연결되는 다수의 슬라이드바(145); 실린더 로드의 선단부가 상기 이동 블럭을 향하도록 상기 전방 고정 블럭 상에 장착되며 유압 실린더의 구조를 가지는 다수의 이중 타격 방지 완충기(160); 상기 베이스 프레임 전방의 가이드 레일 상에 전후로 이동 가능하게 장착되는 충돌 대차(120); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 충돌 인장 시험 장치를 제안한다.
이때, 상기 후방 고정 블럭(144)과 상기 질량 댐퍼(130)의 사이에는 댐핑 레일(103) 상에서 전후로 이동하는 댐핑 고정 블럭(135)이 마련되고, 상기 후방 고정 블럭의 후면이 상기 댐핑 고정 블럭의 전면에 고정 부착되도록 할 수 있다.
여기서, 상기 1차 충격 완충기(150)의 각 유압 실린더는 상기 후방 고정 블럭 상에 고정되는 유압 바디(151), 상기 유압 바디로부터 전후로 신축하는 유압 샤프트(152), 상기 유압 샤프트의 외경에 결합하는 완충 스프링(153), 상기 유압 샤프트의 선단부에 직경이 확장되도록 형성되는 완충 헤드(154)로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 이중 타격 방지 완충기(160)는 상기 전방 고정 블럭(142)의 전방에 위치하는 위치 고정용 유압 실린더(161)와, 상기 이동 블럭(143)과 전방 고정 블럭의 사이에 위치하는 완충용 유압 실린더(163)와, 상기 위치 고정용 유압 실린더와 완충용 유압 실린더를 연결하는 실린더 로드(162)와, 상기 실린더 로드의 선단부에 형성되어 상기 이동 블럭과 대향하는 엔드캡(167)과, 상기 완충용 유압 실린더에 마련되는 체크 밸브(164)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 타격용 유압 실린더에 의하여 금속 시편을 물고 있는 이동 블럭이 고속으로 타격 될 때 타격 후의 잔여 충격이 1차 완충기 및 질량 댐퍼에 의하여 다단계로 완화 및 감쇠되며, 특히 이동 블럭의 전방 측에 위치하는 이중 타격 방지 완충기에 의하여 완충 되어 전방측으로 재차 탄력 이동하는 이동 블럭의 충격을 예방할 수 있게 된다.
따라서 고속 충돌에 의하여 장치에 가해지는 충격을 완화하여 장치의 고장이나 오작동을 예방할 수 있으며, 금속 시편에 불필요한 2차 충격이 가해지는 것을 효율적으로 예방 및 제어함으로써 정확한 인장 시험이 수행될 수 있게 된다.
도1은 본 발명의 인장 시험 장치 전체의 평면 구성도.
도2는 충격 완충장치를 제외한 상태의 도1의 측면 구성도.
도3은 본 발명의 충격 완충 장치가 장착된 상태를 나타낸 측면 구성도.
도4는 본 발명의 충격 완충 장치 구조의 평면도 및 우측 단면도.
도5는 본 발명의 충격 완충 장치 구조의 측면도 및 좌·우측 단면도.
도6은 본 발명의 이중 타격 방지 장치의 평면도 및 측면도.
도7은 본 발명의 충돌 대차의 측면도 및 정·배면도.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작동원리에 관하여 상술한다.
도1은 본 발명의 인장 시험 장치 전체의 평면 구성도이고, 도2는 충격 완충장치를 제외한 상태의 도1의 측면 구성도이며, 도3은 본 발명의 충격 완충 장치가 장착된 상태를 나타낸 측면 구성도이다.
이하의 설명에서는 별도의 특별한 언급이 없는 한 도1을 기준으로 우측을 전방이라고 하고, 좌측을 후방이라고 방향을 정의하여 설명하기로 한다.
본 발명의 고속 충돌 인장 시험 장치(100)는 크게 콘크리트 바닥 등의 기초에 위에 고정 설치되는 철 구조물의 베이스 프레임(101), 상기 베이스 프레임(101)의 상부에 형성되는 가이드 레일(102), 상기 베이스 프레임(101)의 후방 측에 형성되는 댐핑 레일(103), 상기 댐핑 레일(103)의 후방 측에 형성되는 댐퍼 이동 레일(104), 상기 가이드 레일(102) 상에 전후로 직선 이동 가능하게 장착되는 충돌 대차(120), 상기 댐핑 레일(103) 상에서 전후로 이동 가능하게 장착되는 댐핑 고정 블럭(135), 상기 댐핑 고정 블럭(135)에 연결되어 상기 댐퍼 이동 레일(104) 상에서 전후로 이동 가능하게 장착되는 질량 댐퍼(130), 상기 댐핑 고정 블럭(135)의 전면에 고정 부착되어 충돌 대차(120)로부터 전해지는 충격을 완화하기 위한 다수의 유압 실린더로 이루어지는 1차 충격완충장치(150) 및 상기 1차 충격완충기(150)에 전달되고 난 후의 충격력이 다시 금속 시편을 재차 타격하는 것을 방지하기 위한 이중 타격 방지 완충기(160)를 포함하여 이루어진다.
상기 베이스 프레임(101)은 콘크리트 바닥면 등의 기초 위에 각종 형강, 각재 및 브라켓 등을 트러스 구조로 배치하여 제작하는 것으로서 장치 전체를 지지하는 구조물이다.
상기 베이스 프레임(101)의 최전방 측 상부에는 유압에 의하여 충돌 대차(120)를 고속 타격하기 위한 타격용 유압 실린더(110)가 마련된다. 상기 타격용 유압 실린더(110)는 충돌 대차(120)가 약 20m/s의 속도를 가지고 전진하여 후술할 타격 플레이트(141a)를 타격할 수 있도록 하기 위하여 미도시한 유압 탱크에 연결된다.
상기 타격용 유압 실린더(110)의 실린더 로드(110a)의 선단에는 타격시 충격을 완화하기 위하여 우레탄이나 기타 탄성이 우수한 연질 또는 경질의 합성수지로 이루어지는 타격 헤드(110b)가 형성된다.
상기 타격용 유압 실린더(110)의 앞쪽(도2를 기준으로 좌측)에는 충돌 대차(120)가 실린더 로드(110a)에 의하여 강하게 타격되어 가이드 레일(102) 상에서 타격 플레이트(141a)를 향하여 전진하도록 장착된다.
도7은 본 발명의 충돌 대차의 측면도 및 정·배면도이다. 도시한 바와 같이, 상기 충돌 대차(120)는 바디(121)의 양 측단에 전후로 한 쌍씩의 바퀴(122)가 회전 가능하게 장착되고, 바디(121)의 전면에는 타격 플레이트(141a)에 부딪히는 부분인 전면 타격부(121a)가 형성되고, 후면에는 타격용 유압 실린더(110)의 타격 헤드(110b)가 부딪히는 부분인 후면 타격부(121b)가 돌출하여 형성된다.
상기 충돌 대차(120)의 바퀴(122)는 상기 가이드 레일(102)의 내측면에 오목하게 형성되는 가이드 홈(102a)에 장착되어 구름운동함으로써 충돌 대차(120)를 전후진 직선 이동하도록 한다.
상기 베이스 프레임(101)의 후방 측에는 댐핑 레일(103)이 형성되고, 상기 댐핑 레일(103) 상에는 댐핑 고정 블럭(135)이 바퀴(135a)에 의하여 이동 가능하게 장착된다.
상기 댐핑 레일(103)의 후방 측에는 댐퍼 이동 레일(104)이 형성되고, 상기 댐퍼 이동 레일(104) 상에는 질량 댐퍼(130)가 바퀴(130a)에 의하여 전후로 이동 가능하도록 설치된다.
상기 질량 댐퍼(130)의 내무에는 콘크리트가 채워질 수 있으며, 연결 프레임(132)에 의하여 댐핑 고정 블럭(135)과 연결된다.
이러한 질량 댐퍼(130)의 후단에는 한 쌍의 댐핑 유압 실린더(131)의 실린더 로드(131a)의 선단부가 고정 결합한다. 따라서 충돌 대차(120)에 의하여 타격 플레이트(141a)를 통하여 후방으로 전달되는 충격력이 1차적으로 1차 충격 완충기(150)에 의하여 흡수 및 완화된 후 2차적으로 질량 댐퍼(130)에 의하여 흡수 및 완충된다.
도4는 본 발명의 충격 완충 장치 구조의 평면도 및 우측 단면도이고, 도5는 본 발명의 충격 완충 장치 구조의 측면도 및 좌·우측 단면도이다.
상기 댐핑 고정 블럭(135)의 전방 측에는 후방에서 전방 측을 향하여(좌측에서 우측으로) 순서대로 후방 고정 블럭(144), 이동 블럭(143), 전방 고정 블럭(142) 및 타격 블럭(141)이 위치한다.
상기 후방 고정 블럭(144)은 1차 충격 완충기(150)의 후단부를 고정하기 위한 것이며, 상기 댐핑 고정 블럭(135)의 전면에 볼트 등으로 고정 결합한다.
상기 후방 고정 블럭(144)의 전면에는 1차 충격 완충기(150)를 구성하는 다수의 유압 실린더의 후단부가 고정되는데, 각 유압 실린더는 후방 고정 블럭(144)에 결합하는 것으로서 내부에 유압 챔버를 가지는 유압 바디(151), 상기 유압 바디(151)에 연결되어 전후로 신축하는 유압 샤프트(152), 상기 유압 샤프트(152)의 외경에 장착되는 완충 스프링(153) 및 상기 유압 샤프트(152)의 선단부에 유압 샤프트(152) 보다 외경이 확대되도록 형성되는 완충 헤드(154)로 이루어진다.
상기 완충 헤드(154)는 전방에 위치하는 이동 블럭(143)에 가해지는 충격을 완화하기 위하여 우레탄과 같은 탄성 소재로 형성하는 것이 바람직하다..
상기 1차 충격 완충기(150)를 구성하는 유압 실린더는 후방 고정 블럭(144)의 상단에 한 개, 중간에 2개, 최하단에 1개를 배치하여 총 4개로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 후방 고정 블럭(144)의 전방 측에는 전방 고정 블럭(142)이 마주하여 형성되며, 이 둘 간을 다수의 가이드바(146)가 연결하여 고정한다. 즉, 후방 고정 블럭(144)과 전방 고정 블럭(142)의 네 모서리 부분의 대향 판면에 네 개의 가이드바(146)의 양측 선단부가 고정하여 결합한다.
상기 후방 고정 블럭(144)과 전방 고정 블럭(142)의 사이에는 이동 블럭(143)이 상기 가이드바(146) 상에서 슬라이드 이동 가능하도록 장착된다. 도면에서 미설명부호 146a는 가이드 부쉬를 나타낸다.
상기 이동 블럭(143)에는 시편 고정용 유압 실린더(171)에 의하여 시편의 일측 선단부를 물어 고정하기 위한 시편 장착죠(171a)가 형성되며, 상기 전방 고정 블럭(142)에도 별도의 시편 고정용 유압 실린더(172)에 의하여 시편의 타측 선단부를 물어 고정하기 위한 시편 장착죠(172a)가 형성된다.
따라서 테스트 하고자 하는 금속 시편의 양측 선단부를 상기 대향하는 한 쌍의 시편 장착죠(171a,172a)에 물려 고정한 후 인장 충격을 가하게 되는 것이다.
상기 전방 고정 블럭(142)의 전방 측에는 타격 블럭(141)이 마주하여 형성되어 다수의 슬라이드바(145)에 의하여 이동 블럭(143)과 결합한다. 즉, 이동 블럭(143)과 타격 블럭(141)의 마주하는 면을 네 개의 슬라이드바(145)의 양측 선단부가 결합함으로써 연결하게 된다. 상기 타격 블럭(141)의 하단부는 상기 가이드 레일(102) 상에서 전후로 직선 이동하도록 바퀴가 장착된다.
따라서 충돌 대차(120)가 상기 타격 블럭(141)을 고속으로 타격하는 경우 타격 블럭(141)에 가해지는 충격에 의하여 이에 연결된 이동 블럭(143)이 가이드바(146)상에서 후방측으로 후퇴하게 되고, 결국 그 충격력이 1차 충격 완충기(150)와 질량 댐퍼(130)에 의하여 흡수 및 완화된다. 도면에서 미설명부호 145a는 가이드 부쉬를 나타낸다.
상기 전방 고정 블럭(142)에는 도시한 바와 같이 상기 슬라이드바(145)가 관통하여 지나가는 위치를 피한 위치에 상하 한 쌍의 이중 타격 방지 완충기(160)가 결합한다.
도6은 본 발명의 이중 타격 방지 장치의 평면도 및 측면도이다. 도6에서는 설명의 편의상 이전의 도면들과는 달리 도면의 좌측을 전방이라고 하고 우측을 후방이라고 별도로 정의하여 방향을 정하기로 한다.
상기 이중 타격 방지 완충기(160)는 충돌 대차(120)가 타격 블럭(141)을 타격하여 후방에 고정 장착된 금속 시편에 인장력을 가하고 난 후 1차 충격 완충기(150) 및 질량 댐퍼(130)에 흡수되고 난 후의 잔여 충격력에 의하여 이동 블럭(143)이 되튀면서 금속 시편에 이중으로 타격을 가하는 것을 방지하기 위한 것이다.
즉, 충돌 대차(120)가 타격 블럭(141)의 타격 플레이트(141a)를 타격하면 전방 고정 블럭(142)은 움직이지 않고 이동 블럭(143)은 후방으로 직선 이동하게 된다. 이때 전방 고정 블럭(142)과 이동 블럭(143)에는 금속 시편의 양측 선단부가 물려 고정되어 있게 되는데, 이동 블럭(143)이 후방 측으로 급격하게 이동하게 됨에 따라 금속 시편에 인장력이 가해져 늘어나거나 파단 된다.
이 경우 후방으로 급격하게 빠른 속도로 이동하는 이동 블럭(143)은 1차 충격 완충기(150)에 의하여 1차적으로 잔여 충격을 흡수 및 완화하고, 2차적으로 질량 댐퍼(130)가 충격을 흡수 및 완화하게 된다.
그러나, 후방으로 전해지는 충격이 일시에 완전하게 소멸하지 않으므로 완충반발력에 의하여 금속 시편의 한쪽을 물고 있는 이동 블럭(143)이 다시 반대 방향인 전방으로 되튀는 힘을 받게 되는 것이다.
이때 상기 이중 타격 방지 완충기(160)가 되튀는 이동 블럭(143)의 반발 이동을 제한하여 충격을 완화함으로써 금속 시편을 이중으로 타격하는 것을 방지하게 되는 것이다.
상기 이중 타격 방지 완충기(160)는 도6에 도시한 바와 같이, 위치 조정용 유압 실린더(161)와, 상기 위치 조절용 유압 실린더(161)와 일측 선단부가 결합하는 실린더 로드(162)와, 상기 실린더 로드(162)의 타측 선단부와 결합하는 완충용 유압 실린더(163)와, 상기 완충용 유압 실린더(163)의 일측단 내부에 형성되는 체크 밸브(164)로 이루어진다.
상기 체크 밸브(164)는 완충용 유압 실린더(163) 내부의 유압유로 상에 형성되어 유압 전달을 단속하기 위한 것이며, 도면에서 완충용 유압 실린더(163)의 우측 단부에 형성된다.
상기 완충용 유압 실린더(163)에는 전방측 유압 유로(163a)와 후방측 유압 유로(163b)를 연결하는 바이패스 라인(165a) 상에 형성되는 바이패스 밸브(165)가 형성되고, 상기 완충용 유압 실린더(163)의 상부에는 완충용 유압 실린더(163)의 내부 유압 유로와 연결되는 것으로서 내부에 오리피스를 내장한 가변형 안전밸브(166)가 형성된다.
상기 실린더 로드(162)의 전방측 선단부에는 우레탄 등의 탄성 수재로 된 엔드캡(167)을 형성하여 충격을 완화할 수 있도록 한다.
상기 이중 타격 방지 장치(160)의 작동원리를 설명하면 다음과 같다. 먼저 위치 조정용 유압 실린더(161)를 이용하여 실린더 로드(162)를 전후진 시켜 엔드캡(167)을 이동 블럭(143)의 전방 측 적절한 지점에 위치시킨다. 이때, 실린더 로드(162)의 위치를 조절하는 과정에서 완충용 유압 실린더(163)에 내장된 체크 밸브(164)는 개방된 상태를 유지한다.
다음으로 타격용 유압 실린더(110)에 의하여 타격되어 20m/s의 속도로 타격 플레이트(141a)에 충돌하는 충돌 대차(120)에 의하여 이동 블럭(143)이 후방으로 급격하게 직선 후퇴한다. 이때, 이동 블럭(143)의 후퇴와 함께 상기 이중 타격 방지 완충기(160)의 실린더 로드(162) 역시 후방으로(도면에서 좌측으로) 자동으로 일정 거리 만큼 전진한다. 이때 체크 밸브(164)는 개방 상태를 유지한다.
따라서 후방으로 급격하게 후퇴하였다가 다시 전방으로 되튀는 이동 블럭(143)을 엔드캡(167)이 저항하여 제한하게 되는 것이다. 이때, 전방으로 되튀는 이동 블럭(143)의 충격력이 엔드캡(167)을 거쳐 완충용 유압 실린더(163) 내부의 유압실에 전달되고, 전달된 유압은 가변형 안전밸브(166) 내부의 오리피스에서 열에너지로 변경되어 흡수된다. 이때 체크 밸브(164)와 바이패스 밸브(165)는 닫힌 상태를 유지한다.
이중 타격 방지 완충기(160)에 의하여 잔여 충격력이 모두 해소되고 나면 실린더 로드(162)는 원상으로 복귀하는데 이때 바이패스 밸브(165)가 개방된다.
상기 위치 조정용 유압 실린더(161)는 외부의 유압 작동원에 연결되어 구동한다.
충돌 대차(120)의 충격에 의한 이동 블럭(143)의 후퇴시 상기 실린더 로드(162)의 자동 전진은 로드셀이나 각종 센서 등에 의하여 이동 블럭(143)의 충격이나 이동을 감지하여 외부의 제어 프로그램에 의하여 자동으로 수행된다.
이와 같은 이중 타격 방지 완충기(160)에 의하면 충격에 의하여 뒤로 밀려난 이동 블럭(143)이 충격 반동에 의하여 다시 전방으로 탄발하여 금속 시편을 때리는 것을 방지할 수 있게 되어 정확하고 안정적으로 인장 시험을 할 수 있게 된다.
도면에서 미설명부호 105는 댐핑 유압 실린더 지지 프레임이고, 106은 가이드 레일(102) 상부에 전후로 이동 가능하게 장착되는 보호 커버이다.
본 발명은 금속이나 각종 시편을 인장 시험하기 위한 장치에 관한 것으로서 고속으로 전진하는 충돌 대차로부터 장치에 전해지는 충격을 단계적으로 신속하게흡수 및 완화하고, 그 반발력으로 되튀는 충격을 최종적으로 정확하게 제어함으로써 금속 시편에 2차 충격이 가해지는 것을 방지하고 장치를 충격으로부터 보호할 수 있도록 한 장치에 관한 것이다.
따라서 본 발명의 장치 구조를 각종 산업용, 동력용, 구조용 시편의 충격 인장 시험에 널리 활용할 필요가 있을 것이다.
100: 고속 충돌 인장 시험 장치 101: 베이스 프레임
102: 가이드 레일 102a: 가이드 홈
103: 댐핑 레일 104: 댐퍼 이동 레일
105: 댐핑 유압 실린더 지지 프레임 110: 타격용 유압 실린더
110a: 실린더 로드 110b: 타격 헤드
120: 충돌 대차 121: 바디
121a: 전면 타격부 121b: 후면 타격부
122: 바퀴 130: 질량 댐퍼
131: 댐핑 유압 실린더 131a: 실린더 로드
132: 연결 프레임 135: 댐핑 고정 블럭
135a: 바퀴 141: 타격 블럭
141a: 타격 플레이트 142: 전방 고정 블럭
143: 이동 블럭 144: 후방 고정 블럭
145: 슬라이드바 145a: 가이드 부쉬
146: 가이드바 146a: 가이드 부쉬
150: 1차 충격 완충기 151: 유압 바디
152: 유압 샤프트 153: 완충 스프링
154: 완충 헤드 160: 이중 타격 방지 완충기
161: 위치 조정용 유압 실린더 162: 실린더 로드
163: 완충용 유압 실린더 163a,163b: 유압 유로
164: 체크 밸브 165: 바이패스 밸브
165a: 바이패스 라인 166: 가변형 안전밸브
167: 엔드캡 171,172: 시편 고정용 유압 실린더
171a,172a: 시편 장착죠

Claims (4)

  1. 바닥면에 마련되는 철재 구조물인 베이스 프레임(101);
    상기 베이스 프레임의 상부에 형성되는 가이드 레일(102);
    상기 베이스 프레임의 전방 측에 마련되는 타격용 유압 실린더(110);
    상기 베이스 프레임의 후방 측에 마련되는 레일(104) 상에서 전후 이동 가능하게 설치되며 댐핑 유압 실린더에 연결되는 질량 댐퍼(130);
    상기 질량 댐퍼의 전방측에 연결되는 후방 고정 블럭(144)과, 상기 후방 고정 블럭 상에 후단부가 고정되는 다수의 유압 실린더로 이루어지는 1차 충격 완충기(150);
    상기 1차 충격 완충기의 전방에 위치하며 다수의 가이드바(146)에 의하여 상기 후방 고정 블럭과 연결되며 시편 장착죠가 형성되는 전방 고정 블럭(142)과, 상기 가이드바 상에서 전후로 슬라이드 가능하게 장착되며 시편 장착죠가 형성되는 이동 블럭(143);
    상기 전방 고정 블럭의 전방 측에 위치하며 상기 가이드 레일 상에서 전후 이동 가능하게 장착되는 타격 블럭(141)과, 일측 선단이 상기 타격 블럭에 연결되고 타측 선단부는 상기 전방 고정 블럭을 관통하여 상기 이동 블럭에 연결되는 다수의 슬라이드바(145);
    실린더 로드의 선단부가 상기 이동 블럭을 향하도록 상기 전방 고정 블럭 상에 장착되며 유압 실린더의 구조를 가지는 다수의 이중 타격 방지 완충기(160);
    상기 베이스 프레임 전방의 가이드 레일 상에 전후로 이동 가능하게 장착되는 충돌 대차(120);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 충돌 인장 시험 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 후방 고정 블럭(144)과 상기 질량 댐퍼(130)의 사이에는 댐핑 레일(103) 상에서 전후로 이동하는 댐핑 고정 블럭(135)이 마련되고, 상기 후방 고정 블럭의 후면이 상기 댐핑 고정 블럭의 전면에 고정 부착되는 것을 특징으로 하는 고속 충돌 인장 시험 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 1차 충격 완충기(150)의 각 유압 실린더는 상기 후방 고정 블럭 상에 고정되는 유압 바디(151), 상기 유압 바디로부터 전후로 신축하는 유압 샤프트(152), 상기 유압 샤프트의 외경에 결합하는 완충 스프링(153), 상기 유압 샤프트의 선단부에 직경이 확장되도록 형성되는 완충 헤드(154)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고속 충돌 인장 시험 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 이중 타격 방지 완충기(160)는 상기 전방 고정 블럭(142)의 전방에 위치하는 위치 고정용 유압 실린더(161)와, 상기 이동 블럭(143)과 전방 고정 블럭의 사이에 위치하는 완충용 유압 실린더(163)와, 상기 위치 고정용 유압 실린더와 완충용 유압 실린더를 연결하는 실린더 로드(162)와, 상기 실린더 로드의 선단부에 형성되어 상기 이동 블럭과 대향하는 엔드캡(167)과, 상기 완충용 유압 실린더에 마련되는 체크 밸브(164)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고속 충돌 인장 시험 장치.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104020048A (zh) * 2014-06-25 2014-09-03 吉林大学 超高速拉伸试验装置
CN109269820A (zh) * 2018-10-17 2019-01-25 中国人民解放军63921部队 一种大型高能缓冲器的试验系统
CN110186769A (zh) * 2019-06-16 2019-08-30 大连东建风电设备制造有限公司 罐式集装箱角柱角件拉力试验机
CN110261244A (zh) * 2019-07-08 2019-09-20 西安天金检测技术有限公司 一种冲击试验用的气动式低速冲击机构
CN113670551A (zh) * 2021-06-28 2021-11-19 徐道梦 可避免同时震动的码头船舶撞击模拟试验箱
CN114705470A (zh) * 2022-06-07 2022-07-05 中国飞机强度研究所 飞机耐冲击强度测试试验的冲击加载系统及其加载方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010064345A (ko) * 1999-12-29 2001-07-09 이구택 강판의 고속 변형 에너지 흡수성 평가장치
KR100973908B1 (ko) 2008-08-12 2010-08-03 주식회사 포스코 충돌 시험장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010064345A (ko) * 1999-12-29 2001-07-09 이구택 강판의 고속 변형 에너지 흡수성 평가장치
KR100973908B1 (ko) 2008-08-12 2010-08-03 주식회사 포스코 충돌 시험장치

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104020048A (zh) * 2014-06-25 2014-09-03 吉林大学 超高速拉伸试验装置
CN109269820A (zh) * 2018-10-17 2019-01-25 中国人民解放军63921部队 一种大型高能缓冲器的试验系统
CN109269820B (zh) * 2018-10-17 2024-04-19 中国人民解放军63921部队 一种大型高能缓冲器的试验系统
CN110186769A (zh) * 2019-06-16 2019-08-30 大连东建风电设备制造有限公司 罐式集装箱角柱角件拉力试验机
CN110186769B (zh) * 2019-06-16 2024-03-22 大连东建风电设备制造有限公司 罐式集装箱角柱角件拉力试验机
CN110261244A (zh) * 2019-07-08 2019-09-20 西安天金检测技术有限公司 一种冲击试验用的气动式低速冲击机构
CN113670551A (zh) * 2021-06-28 2021-11-19 徐道梦 可避免同时震动的码头船舶撞击模拟试验箱
CN114705470A (zh) * 2022-06-07 2022-07-05 中国飞机强度研究所 飞机耐冲击强度测试试验的冲击加载系统及其加载方法

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