KR101377839B1 - Apparatus for monitoring fatigue crack - Google Patents

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Abstract

본 발명은 노치가 형성되는 시편을 지지하며, 승강 가능한 지지부와; 상기 시편의 상부에서 상기 시편에 일정의 반복 하중을 가하도록 승강 가능한 하중 가압부; 및 상기 노치 주변의 촬상 영역에 대한 영상 정보를 취득하며, 상기 촬상 영역에 위치되도록 3축을 따라 위치 조절이 가능하고, 상기 촬상 영역에서 발생되는 피로 균열 진전 경로를 모니터링하는 피로 균열 확인부를 포함하는 피로 균열 모니터링 장치를 제공한다.The present invention supports a specimen on which a notch is formed, and a support capable of elevating; A load pressurizing unit capable of elevating a predetermined repetitive load on the specimen from an upper portion of the specimen; And a fatigue crack checker for acquiring image information about the imaging region around the notch, and adjusting the position along three axes to be located in the imaging region, and monitoring a fatigue crack growth path generated in the imaging region. Provide a crack monitoring device.

Description

피로 균열 모니터링 장치{APPARATUS FOR MONITORING FATIGUE CRACK}Fatigue Crack Monitoring Device {APPARATUS FOR MONITORING FATIGUE CRACK}

본 발명은 피로 균열 모니터링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시편에서의 피로 균열 진전 경로를 실시간으로 확인하여 균열 첨단 열림 변위(CTOD) 측정을 위한 시편을 용이하게 제작할 수 있는 피로 균열 모니터링 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a fatigue crack monitoring device, and more particularly, to a fatigue crack monitoring device capable of easily fabricating a specimen for crack tip open displacement (CTOD) measurement by checking a fatigue crack growth path in a specimen in real time. will be.

일반적으로, 강재와 같은 시편에 대한 피로 균열 생성 기준은 표준화되어 제시된다.In general, fatigue crack formation criteria for specimens such as steel are standardized.

시편에 대한 피로 균열은 시편에 대해 반복 하중을 가하면서 확대경을 사용하여 육안으로 피로 균열 진전 경로를 확인하면서, 균열 첨단 열림 변위 평가를 위한 프리 크랙(Precrack)을 생성한다.Fatigue cracks on the specimen generate precracks for evaluating crack tip open displacement, visually using a magnifying glass to identify the fatigue crack propagation path while applying repeated loading to the specimen.

여기서, 피로 균열 진전 경로를 정확하고 신속하게 파악하여 균열 첨단 열림 변위 평가용 시험편이 평가용으로 적합하게 제작하는 것이 중요하다.Here, it is important to accurately and quickly identify the fatigue crack propagation path and to make the specimen for crack tip open displacement evaluation suitable for evaluation.

본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 공개특허 제10-2009-0066853호( 공개일: 2009년 06월 24일)이 있으며, 상기 선행문헌에는 피로 균열 감지 장치에 대한 기술이 개시된다.
Prior art related to the present invention is Korean Patent Publication No. 10-2009-0066853 (published date: June 24, 2009), the prior art discloses a technology for detecting a fatigue crack.

본 발명의 목적은, 시편에서의 피로 균열 진전 경로를 실시간으로 확인하여 균열 첨단 열림 변위 측정을 위한 시편을 용이하게 제작할 수 있는 피로 균열 모니터링 장치를 제공한다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fatigue crack monitoring apparatus capable of easily fabricating a specimen for crack tip open displacement measurement by checking a fatigue crack growth path in a specimen in real time.

바람직한 양태에 있어서, 본 발명은 노치가 형성되는 시편을 지지하며, 승강 가능한 지지부와; 상기 시편의 상부에서 상기 시편에 일정의 반복 하중을 가하도록 승강 가능한 하중 가압부; 및 상기 노치 주변의 촬상 영역에 대한 영상 정보를 취득하며, 상기 촬상 영역에 위치되도록 3축을 따라 위치 조절이 가능하고, 상기 촬상 영역에서 발생되는 피로 균열 진전 경로를 모니터링하는 피로 균열 확인부를 포함하는 것 피로 균열 모니터링 장치를 제공한다.In a preferred embodiment, the present invention provides a support for supporting a specimen on which a notch is formed; A load pressurizing unit capable of elevating a predetermined repetitive load on the specimen from an upper portion of the specimen; And a fatigue crack checker for acquiring image information about the imaging area around the notch, the position of which can be adjusted along three axes to be positioned in the imaging area, and for monitoring the fatigue crack growth path generated in the imaging area. Provide a fatigue crack monitoring device.

상기 하중 가압부는, 상기 지지부의 양측부에 설치되며, 승강되는 한 쌍의 승강축과, 상기 승강축의 상단을 잇는 고정체와, 상기 고정체의 하단 중앙에서 하방을 따라 일정 길이 연장되고, 상기 시편의 상단 중앙에 반복 하중을 가하며, 금속으로 형성되는 하중 가압체를 구비하는 것이 바람직하다.The load pressurizing portion is installed on both sides of the support portion, a pair of lifting shafts which are lifted, a fixing body connecting the upper end of the lifting shaft, and a predetermined length extending downward from the lower end center of the fixing body, the specimen It is preferable to provide a load pressing body formed of a metal while applying a repetitive load to the center of the upper end of the.

상기 피로 균열 확인부는, 상기 촬상 영역에 대한 연속적 영상 정보를 취득하는 영상 취득기와, 상기 하중 가압체에 고정되며, 상기 영상 취득기의 3축을 따르는 위치를 가변시키는 위치 가변기와, 상기 영상 취득기로부터 취득되는 연속적 영상 정보와 상기 반복 하중에 대한 정보를 가시적으로 표시하는 표시기를 구비하는 것이 바람직하다.The fatigue crack checking unit includes an image acquirer for acquiring continuous image information of the imaging area, a position variable fixed to the load pressurizing body and varying a position along three axes of the image acquirer, from the image acquirer. It is preferable to have an indicator for visually displaying the acquired continuous image information and the information on the repetitive load.

상기 위치 가변기는, 상기 하중 가압체에 자력으로 탈착되며, X축 방향을 따라 일정 길이 연장되는 연장축을 갖는 마그네트 부와, 일단에 상기 연장축에 끼워져 상기 연장축을 따라 전후진 또는 X축을 중심으로 하여 회전을 안내하는 제 1홀이 형성되는 제 1끼움부와, Z축을 따르는 제 2홀이 형성되는 제 2끼움부를 갖는 회전 안내부와, 상기 제 2끼움부의 제 2홀에 끼워져 Z축을 따라 승강 위치 조절이 가능하고, 하단에 상기 영상 취득기가 고정되는 승강 안내부를 구비하는 것이 바람직하다.The position changer is magnetically detached from the load pressurizing member, and has a magnet portion having an extension shaft extending a predetermined length along the X-axis direction, and fitted to the extension shaft at one end thereof, and moving forward and backward along the extension shaft or about the X axis. A lifting guide portion having a first fitting portion in which a first hole for guiding rotation is formed, a second fitting portion in which a second hole along the Z axis is formed, and a lifting position along the Z axis being fitted into the second hole of the second fitting portion It is preferable to have a lifting guide part which can be adjusted and the said image acquisition device is fixed to the lower end.

상기 연장축과, 상기 승강 안내부는 환봉 형상으로 형성되어, 상기 제 1홀 및 상기 2홀에 일정의 마찰력을 형성하여 끼워지는 것이 바람직하다.Preferably, the extension shaft and the elevating guide portion are formed in an annular bar shape, and are formed by forming a predetermined frictional force in the first hole and the second hole.

또한, 상기 연장축의 일단은 상기 마그 네트부에서 회전되도록 설치되고, 상기 승강 안내부의 하단은 상기 영상 취득기에서 회전되도록 설치되고, 상기 연장축과 상기 제 1홀 및, 상기 승강 안내부와 상기 제 2홀은 서로 스크류 결합될 수도 있다.In addition, one end of the extension shaft is installed to rotate in the magnet portion, the lower end of the elevating guide portion is installed to rotate in the image acquirer, the extension shaft and the first hole, the elevating guide portion and the first The two holes may be screwed together.

상기 피로 균열 확인부는, 상기 프리 크랙의 발생에 대한 기준 영상 정보가 미리 설정되는 제어부를 구비할 수 있다.The fatigue crack confirming unit may include a control unit in which reference image information on generation of the pre-crack is preset.

상기 제어부는, 상기 취득되는 연속적 영상 정보에 상기 기준 영상 정보와 일치되는 영상이 존재하면, 존재 시점에서의 프리 크랙 발생에 대한 영상 정보와 반복 하중에 대한 정보를 저장하고, 이를 상기 표시기를 사용하여 가시적으로 표시하고, 알람 발생기를 사용하여 외부에 알람을 발생시키는 것이 바람직하다.
If there is an image matching the reference image information in the acquired continuous image information, the control unit stores the image information on the occurrence of free crack and the information on the repetitive load at the time of existence, and uses the indicator to It is desirable to display visually and to generate an alarm externally using an alarm generator.

본 발명은, 시편에서의 피로 균열 진전 경로를 실시간으로 확인하여 균열 첨단 열림 변위 측정을 위한 시편을 용이하게 제작할 수 있는 효과를 갖는다.
The present invention has the effect of easily producing a specimen for measuring the crack tip open displacement by checking the fatigue crack growth path in the specimen in real time.

도 1은 본 발명의 피로 균열 모니터링 장치의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 피로 균열 확인부의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따르는 제 1끼움부의 다른 예를 보여주는 일부 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따르는 제 2끼움부의 다른 예를 보여주는 일부 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따르는 영상 취득기의 슬라이딩 가능한 예를 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 피로 균열 확인부에서 위칙 가변기의 다른 예를 보여주는 도면이다.1 is a perspective view showing the configuration of a fatigue crack monitoring device of the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing the configuration of the fatigue crack check unit of the present invention.
3 is a partial perspective view showing another example of the first fitting portion according to the present invention.
4 is a partial perspective view showing another example of the second fitting portion according to the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a slidable example of the image acquirer according to the present invention.
6 is a view showing another example of the illegal variable in the fatigue crack check unit of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 피로 균열 모니터링 장치를 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings to describe the fatigue crack monitoring device of the present invention.

도 1은 본 발명의 피로 균열 모니터링 장치의 구성을 보여준다.1 shows a configuration of a fatigue crack monitoring device of the present invention.

도 1을 참조 하면, 본 발명의 피로 균열 모니터링 장치는 지지부(100)와, 하중 가압부(200)와, 피로 균열 확인부(300)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the fatigue crack monitoring apparatus of the present invention includes a support part 100, a load pressurizing part 200, and a fatigue crack check part 300.

본 발명에 따르는 지지부(100)는 노치(11)가 형성되는 시편(10)을 지지하는 역할을 한다.The support 100 according to the present invention serves to support the specimen 10 in which the notch 11 is formed.

상기 지지부(100)는 실린더(110)와, 하단 승강축(111)과, 지지빔(120)과, 한 쌍의 지지체로 구성된다.The support part 100 includes a cylinder 110, a lower lift shaft 111, a support beam 120, and a pair of supports.

상기 실린더(110)는 외부 동력을 제공 받아 상기 하단 승강축(111)을 승강시킨다.The cylinder 110 receives the external power to raise and lower the lower lifting shaft 111.

상기 지지빔(120)은 H 빔의 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 하단 승강축(111)의 상단에 고정되도록 설치된다.The support beam 120 may be formed in the shape of an H beam, and is installed to be fixed to an upper end of the lower lifting shaft 111.

상기 한 쌍의 지지체는 상기 지지빔(120)의 상단에서 좌우로 슬라이딩 이동 가능한 지지 블록(130)과, 상기 지지 볼록(130)의 상단에 회전되도록 설치되는 지지롤러(140)로 구성된다.The pair of supports includes a support block 130 which is slidably movable from side to side at the top of the support beam 120, and a support roller 140 installed to rotate on the top of the support convex 130.

상기 각 지지 블록(130)에 구비되는 지지 롤러(140)는 시편(10)의 하단을 구름 지지한다.The support rollers 140 provided in the support blocks 130 support the lower ends of the specimens 10.

또한, 상기 시편(10)을 구름 지지하는 위치는 각 지지 블록(130)의 위치 변경에 의해 가능하다. 도면에 도시되지는 않았지만, 각 지지 블록(130)은 지지빔(120)의 상단에서 레일과 같은 방식으로 슬라이딩 이동될 수 있다.In addition, the position for rolling support the specimen 10 is possible by changing the position of each support block (130). Although not shown in the drawings, each support block 130 may be slidably moved in a rail-like manner at the top of the support beam 120.

따라서, 시편(10)은 상기와 같이 지지부(100)에 의해 지지된다.Thus, the specimen 10 is supported by the support 100 as described above.

지지부(100)의 상부에는 하중 가압부(200)가 배치된다.The load pressing part 200 is disposed above the support part 100.

하중 가압부(200)는 상기 시편(10)의 상단 중앙에 일정의 반복 하중을 가하는 역할을 한다.The load pressurizing part 200 serves to apply a predetermined repetitive load to the center of the upper end of the specimen 10.

상기 하중 가압부(200)는 한 쌍의 승강축(210)과, 고정체(220) 및 하중 가압체(230)로 구성된다.The load pressing unit 200 is composed of a pair of lifting shaft 210, the fixed body 220 and the load pressing body 230.

상기 고정체(220)는 상기 시편(10)의 상부에 위치되도록 상기 지지부(100)의 상부에 위치된다.The fixture 220 is positioned above the support part 100 so as to be positioned above the specimen 10.

상기 한 쌍의 승강축(210)은 상기 고정체(220)의 하단 양측부에 하방을 따라 일정 길이를 갖도록 연장된다.The pair of lifting shafts 210 extend to have a predetermined length along both sides of the lower ends of the fixing body 220.

상기 한 쌍의 승강축(210)의 하단은 상기 실린더부(110)의 양측부에 연결된다.Lower ends of the pair of lifting shafts 210 are connected to both sides of the cylinder part 110.

상기 한 쌍의 승강축(210)은 실린더부(110)의 구동에 의해 승강될 수 있다.The pair of lifting shafts 210 may be elevated by driving the cylinder unit 110.

그리고, 상기 하중 가압체(230)는 상기 고정체(220)의 하단 중앙부에 하방을 따르도록 설치된다.In addition, the load pressing body 230 is installed to follow the lower portion of the lower end of the fixed body 220.

여기서, 상기 하중 가압체(230)는 금속으로 형성되는 것이 좋고, 하중 가압체(230)의 하단에는 상단 지지 블록(231)이 설치된다. 상기 상단 지지 볼록(231)의 하단에는 회전 가능한 하중 가압 롤러(232)가 설치된다.Here, the load pressing body 230 is preferably formed of a metal, the upper support block 231 is installed at the lower end of the load pressing body 230. A rotatable load pressing roller 232 is installed at the lower end of the upper support convex 231.

상기 하중 가압 롤러(232)는 실질적으로 시편(10)의 상단 중앙에 구름 접촉되는 부재로 반복 하중을 물리적으로 가하기 위해 설치된다.The load pressurizing roller 232 is installed to physically apply a repetitive load to the member which is substantially in contact with the center of the upper end of the specimen 10.

특히, 상기 상단 지지 블록(231)은 금속으로 형성되는 것이 좋다. 이의 이유는 후술한다.In particular, the upper support block 231 is preferably formed of a metal. The reason for this is described later.

한편, 상기 하중 가압체(230)에는 피로 균열 확인부(300)가 고정 설치될 수 있다.Meanwhile, the fatigue crack checking unit 300 may be fixedly installed on the load pressurizer 230.

상기 피로 균열 확인부(300)는 영상 취득기(310)와, 위치 가변기(400)와, 표시기(330)로 구성될 수 있다.The fatigue crack checking unit 300 may include an image acquirer 310, a position changer 400, and an indicator 330.

상기 영상 취득기(310)는 동영상과 같은 연속적인 영상 정보를 취득하기 위한 장치로써, 예컨대 동영상을 촬영할 수 있는 디지털 캠코더일 수 있다.The image acquirer 310 is a device for acquiring continuous image information such as a moving image, and may be, for example, a digital camcorder capable of capturing a moving image.

여기서, 상기 영상 취득기(310)는 시편(10)의 일측면에서 노치(11)가 형성되는 영역을 포함하는 촬상 영역을 취득하도록 배치되는 것이 좋다.Here, the image acquirer 310 may be arranged to acquire an imaging area including an area where the notch 11 is formed on one side of the specimen 10.

상기 위치 가변기(400)는 상기 영상 취득기(310)의 위치를 3축을 따라 가변 위치시킬 수 있다.The position changer 400 may variably position the position of the image acquirer 310 along three axes.

즉, 상기 위치 가변기(400)는 상기 영상 취득기(310)를 3축 방향을 따라 정교하게 조절함으로써, 시편(10)의 일면과 영상 취득기(310)와의 거리를 일정하게 유지할 수 있다.That is, the position changer 400 may maintain the distance between one surface of the specimen 10 and the image acquirer 310 by precisely adjusting the image acquirer 310 along three axes.

또한, 시편(10)의 크기 및 형상이 다른 시편에 있어서도 각 시편(10)의 조건에 맞게 영상 취득기(310)의 위치를 가변시킬 수 있다In addition, even in specimens having different sizes and shapes, the position of the image acquirer 310 may be varied according to the conditions of each specimen 10.

상기 위치 가변기(400)의 구성은 다음과 같다.The configuration of the position changer 400 is as follows.

도 2는 본 발명의 피로 균열 확인부의 구성을 보여준다.Figure 2 shows the configuration of the fatigue crack check unit of the present invention.

도 2를 참조 하면, 상기 위치 가변기(400)는 마그네트부(410)와, 회전 안내부(420)와, 승강 안내부(430)로 구성된다.Referring to FIG. 2, the position changer 400 includes a magnet 410, a rotation guide 420, and a lift guide 430.

상기 마그네트부(410)는 상기 하중 가압체(230)에 설치된 상단 지지 블록(231)에 자력을 통해 부착된다. 즉, 상기 마그네트부(410)는 금속으로 형성되는 상단 지지블록(231)에 자력으로 부착되어 고정될 수 있다.The magnet part 410 is attached to the upper support block 231 installed on the load pressing body 230 through a magnetic force. That is, the magnet 410 may be fixed to the upper support block 231 is formed of a metal by magnetic force.

그리고, 상기 마그네트부(410)의 일면부에는 일정 길이로 돌출되는 환봉 형상의 연장축(411)이 형성된다.In addition, an extension shaft 411 having a round bar shape protruding to a predetermined length is formed at one surface portion of the magnet 410.

상기 연장축(411)의 형성 방향은 X축 방향을 따를 수 있다.The formation direction of the extension shaft 411 may follow the X-axis direction.

상기 회전 안내부(420)는 회전 안내부 몸체(421)와, 제 1끼움부(422)와, 제 2끼움부(423)로 구성될 수 있다.The rotation guide part 420 may include a rotation guide body 421, a first fitting part 422, and a second fitting part 423.

상기 제 1끼움부(422)는 상기 회전 안내부 몸체(421)의 상단에 형성되며, X축 방향을 따라 형성되는 제 1홀(h1)이 형성된다. 상기 제 1홀(h1)에는 상기 연장축(411)이 일정의 마찰력을 형성하여 끼워질 수 있다.The first fitting portion 422 is formed at the upper end of the rotation guide body 421, the first hole (h1) is formed along the X-axis direction is formed. The extension shaft 411 may be fitted into the first hole h1 by forming a predetermined frictional force.

상기 제 2끼움부(423)는 상기 회전 안내부 몸체(421)의 측부에서 Y축을 중심으로 하여 회전 가능하도록 설치되고, Z축 방향을 따르는 제 2홀(h2)이 형성된다.The second fitting part 423 is installed to be rotatable about the Y axis at the side of the rotation guide part body 421, and a second hole h2 is formed along the Z axis direction.

상기 제 2홀(h2)에는 환봉 형상으로 형성되는 상기 승강 안내부(430)가 끼워져 설치된다.The lifting and lowering guide part 430 formed in a round bar shape is inserted into the second hole h2.

따라서, 상기 회전 안내부(420)는 연장축(411)을 따라서 X축 위치가 가변되어 위치될 수 있고, 승강 안내부(430)는 제 2홀(h2)에서 상하를 따라 슬라이딩 이동되어 승강 높이가 가변되어 조절될 수 있다. 이때, 승강 안내부(430)와 제 2홀(h2)은 서로 일정의 마찰력이 형성된다.Accordingly, the rotation guide 420 may be positioned with a variable X-axis position along the extension shaft 411, and the lifting guide 430 is slidably moved up and down in the second hole h2 to move up and down. Can be varied and adjusted. At this time, the elevating guide portion 430 and the second hole (h2) is a constant friction force is formed with each other.

또한, 제 2끼움부(423)가 회전 안내부 몸체(421)에서 회전되도록 설치되기 때문에, 승강 안내부(430)의 회전 위치 또한 조절될 수 있다.In addition, since the second fitting portion 423 is installed to rotate in the rotation guide body 421, the rotation position of the lifting guide 430 may also be adjusted.

여기서, 상기 환봉 형상의 승강 안내부(430)의 단부에는 일정 길이의 보조축(440)이 힌지(H)를 형성하여 회전 가능하도록 설치된다.Here, the auxiliary shaft 440 of a predetermined length is installed at the end of the round bar lifting guide portion 430 to form a hinge (H) to be rotatable.

상기 보조축(440)은 상기 승강 안내부(430)의 단부에서 힌지 연결되어, 일정 각도의 회전 위치 조절이 가능하다.The auxiliary shaft 440 is hinged at the end of the lifting guide 430, it is possible to adjust the rotation position of an angle.

그리고, 상기 보조축(440)의 하단에는 상술한 영상 취득기(310)가 고정 설치될 수 있다.The image acquirer 310 described above may be fixedly installed at a lower end of the auxiliary shaft 440.

특히, 상기 보조축(440)의 하단에는 영상 취득기(310)를 고정시키기 위한 고정 플레이트(450)가 설치된다.In particular, a fixing plate 450 for fixing the image acquirer 310 is installed at a lower end of the auxiliary shaft 440.

상기 영상 취득기(310)는 상기 고정 플레이트(450)의 하단에 고정 설치될 수 있다. 물론, 상기 영상 취득기(310)는 상기 고정 플레이트(450)의 하단에서 볼트체결과 같은 방식을 통해 탈착 가능하도록 설치될 수도 있다.The image acquirer 310 may be fixedly installed at a lower end of the fixing plate 450. Of course, the image acquirer 310 may be installed to be detachable from the bottom of the fixing plate 450 in the same manner as the bolt body.

이에 더하여, 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 보조축(440)은 상기 승강 안내부(430)의 하단에서 힌지(H) 연결 대신, 묶음끈을 통해 일정의 회전각을 이룬 위치에서 보조축(440)의 일부와 승강 안내부(430)의 하단을 묶는 방식을 취할 수도 있다.In addition, although not shown in the drawing, the auxiliary shaft 440 instead of the hinge (H) connection at the lower end of the lifting guide 430, the auxiliary shaft 440 at a predetermined rotational angle through the tie string A portion of) and the lower end of the lifting guide 430 may be combined.

그리고, 상술한 표시기(330)는 상기 영상 취득기(310)와 전기적으로 연결되어, 상기 영상 취득기(310)로부터 취득되는 촬상 영역에서의 피로 균열 생성 상태에 대한 동영상을 가시적으로 표시하여 줄 수 있다.The indicator 330 may be electrically connected to the image acquirer 310 to visually display a moving image of a fatigue crack generation state in an image capturing region acquired from the image acquirer 310. have.

본 발명에 따르는 실시예는 시편의 크기 또는 종류에 상관 없이 상기와 같이 구성되는 위치 가변기를 사용하여 영상 취득기와 시편의 촬영 영역과의 거리 또는 초점 거리를 항상 일정 하게 유지시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, regardless of the size or type of the specimen, the position changer configured as described above may always maintain a constant distance or focal length between the image acquirer and the photographing region of the specimen.

이와 아울러, 영상 취득기를 통해 시편의 노치가 형성된 영역에서 프리 크랙의 발생을 실시간으로 포착하고, 표시기를 통해 가시적으로 보여줌으로써, 피로 균열 생성 상태를 정확하고 신속하게 파악할 수 있고, CTOD 평가를 위치한 시편을 용이하게 제작할 수 있는 잇점이 있다.
In addition, the image capturer captures the occurrence of free cracks in the notched areas of the specimens in real time and visually shows them on the indicator, allowing accurate and rapid identification of fatigue crack formation and the location of the CTOD evaluation. There is an advantage that can be easily produced.

한편, 본 발명에 따르는 제 1끼움부(422)에서의 회전 안내부(420)의 X축 위치 조절은 볼 스크류 방식이 적용될 수 있다.On the other hand, the X-axis position adjustment of the rotation guide portion 420 in the first fitting portion 422 according to the present invention can be applied to the ball screw method.

도 3은 본 발명에 따르는 제 1끼움부의 다른 예를 보여준다.3 shows another example of the first fitting portion according to the present invention.

도 3을 참조 하면, 제 1끼움부(422)의 제 1홀(h1')과 연장축(412)은 볼 스크류 결합을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 3, the first hole h1 ′ and the extension shaft 412 of the first fitting portion 422 may form a ball screw coupling.

여기서, 상기 연장축(412)의 외면에는 나사산이 형성된다.Here, a thread is formed on the outer surface of the extension shaft 412.

이러한 경우, 연장축(412)의 일단은 마그네트부(410)의 일면부에서 회전 가능하도록 설치된다.In this case, one end of the extension shaft 412 is installed to be rotatable in one surface portion of the magnet portion 410.

따라서, 상기 연장축(412)이 회전됨에 따라 상기 회전 안내부(420)는 X축을 따라 좌우로 이동될 수 있다.Accordingly, as the extension shaft 412 is rotated, the rotation guide 420 may be moved left and right along the X axis.

도 4는 본 발명에 따르는 제 2끼움부의 다른 예를 보여준다.4 shows another example of the second fitting portion according to the present invention.

이에 더하여, 도 4를 참조 하면, 제 2끼움부(423)의 제 2홀(h2')과 승강 안내부(431) 역시 서로 볼 스크류 결합을 한다. 여기서, 승강 안내부(431)의 외면에는 스크류 나사산이 형성된다.In addition, referring to FIG. 4, the second hole h2 ′ of the second fitting part 423 and the lifting guide part 431 may also be ball screwed to each other. Here, the screw thread is formed on the outer surface of the elevating guide portion 431.

따라서, 승강 안내부(431)를 회전시킴에 따라서 승강 안내부(431)는 제 2끼움부(423)의 제 2홀(h2')에서 Z축을 따라 승강 가능할 수 있다.Accordingly, as the lifting guide 431 is rotated, the lifting guide 431 may be lifted along the Z axis at the second hole h2 ′ of the second fitting part 423.

도 3 및 도 4를 참조 하여, 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 영상 취득기(310)의 시편(10)과의 거리를 일정 하게 유지하기 위해 위치를 조절하는 경우, 상기와 같이 볼 스크류 방식을 취함으로써, 미세 조절을 실시하여 보다 정확한 촬상 영역의 초점을 조절할 수 있는 잇점이 있다.
As described above with reference to FIGS. 3 and 4, in the present invention, when the position is adjusted to maintain a constant distance from the specimen 10 of the image acquirer 310, the ball screw method is employed as described above. Thereby, there is an advantage in that fine adjustment can be performed to adjust the focus of the imaging area more accurately.

또 한편, 도 5는 본 발명에 따르는 영상 취득기의 슬라이딩 가능한 예를 보여준다.5 shows a slidable example of the image acquirer according to the present invention.

도 5를 참조 하면, 영상 취득기(310)의 상단을 고정하는 고정체(460)와, 보조축(440)의 하단에 형성된 고정 플레이트(450)의 하단을 서로 레일 결합하여 영상 취득기(310)의 슬라이딩 이동을 가능하게 할 수도 있다.Referring to FIG. 5, the image acquirer 310 may be rail-coupled to a fixed body 460 fixing the upper end of the image acquirer 310 and a lower end of the fixing plate 450 formed at the lower end of the auxiliary shaft 440. It is also possible to enable the sliding movement of).

즉, 상기 고정체(460)의 상단에는 레일홈(461)이 형성되고, 고정 플레이트(450)의 하단에는 레일홈(461)에 레일 결합되는 레일 돌기(451)가 끼워져 설치된다.That is, the rail groove 461 is formed at the upper end of the fixing body 460, and the rail protrusion 451 rail-coupled to the rail groove 461 is installed at the lower end of the fixing plate 450.

이에 따라, 본 발명에서는 영상 취득기를 시편 일면의 촬상 영역으로부터 일정 간격(d)을 형성하도록 위치시킨 이후에, 영상 취득기를 슬라이딩 동작을 통해 더 미세한 위치 조절을 실시할 수도 있다.
Accordingly, in the present invention, after the image acquirer is positioned to form a predetermined distance d from the imaging region on one surface of the specimen, finer position adjustment may be performed by sliding the image acquirer.

도 6은 본 발명의 피로 균열 확인부에서 위치 가변기의 다른 예를 보여준다.Figure 6 shows another example of the position variable in the fatigue crack check unit of the present invention.

도 6을 참조 하면, 본 발명에서의 위치 가변기(400)는 영상 취득기(310)의 3축 조절을 가능하게 하고, 3축 조절을 실시하는 경우, 미리 설정된 위치에 영상 취득기(310)가 위치되도록 할 수도 있다.Referring to FIG. 6, in the present invention, the position changer 400 enables three-axis adjustment of the image acquirer 310, and when the three-axis adjustment is performed, the image acquirer 310 is positioned at a preset position. May be located.

연장축(411)의 단부에는 리니어 모터와 같은 제 1모터(M1)가 설치된다. 상기 제 1모터(M1)는 회전 안내부(420)를 좌우를 따라 이동시킨다.At the end of the extension shaft 411, a first motor M1, such as a linear motor, is installed. The first motor M1 moves the rotation guide 420 along the left and right.

회전 안내부 몸체(421)의 측부에 회전되도록 설치되는 제 2끼움부(423)는 회전 모터인 제 2모터(M2)에 의해 회전각이 조절된다.The second fitting part 423 installed to rotate on the side of the rotation guide part body 421 has a rotation angle adjusted by the second motor M2 which is a rotation motor.

이러한 경우, 승강 안내부(430)는 도면에 도시되지 않는 실린더에 의해 승강 가능할 수 있다.In this case, the lifting guide 430 may be lifted by a cylinder not shown in the figure.

그리고, 보조축(440)은 승강 안내부(430)의 하단에서 제 3모터(M3)를 통해 회전각이 조절될 수 있다.In addition, the auxiliary shaft 440 may be rotated through the third motor (M3) at the lower end of the lifting guide 430.

또한, 영상 취득기(310)는 고정 플레이트(450)의 하단에서 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 고정체(460)에 고정되고, 상기 고정체(460)는 리니어 모터와 같은 제 4모터(M4)에 의해 좌우로 슬라이딩 이동 동작될 수 있다.In addition, the image acquirer 310 is fixed to a fixed body 460 which is slidably installed at the lower end of the fixed plate 450, and the fixed body 460 is connected to a fourth motor M4 such as a linear motor. The sliding movement can be performed by the left and right.

상술된 제 1,2,3,4 모터(M1,M2,M3,M4)는 제어부(340)와 전기적으로 연결되며, 상기 제어부(340)의 제어 신호에 의해 구동된다. 또한, 상기 실린더 역시 제어부(340)의 제어 신호에 의해 승강 작동된다.The first, second, third, and fourth motors M1, M2, M3, and M4 described above are electrically connected to the control unit 340, and are driven by the control signals of the control unit 340. In addition, the cylinder is also lifted by the control signal of the control unit 340.

여기서, 상기 제어부(340)에는 영상 취득기(310)의 설정 위치가 미리 설정될 수 있다. 상기 설정 위치는 시편의 종류에 따라 가변적으로 설정될 수 있다.Here, the setting position of the image acquirer 310 may be preset in the controller 340. The setting position may be set variably according to the type of specimen.

그리고, 상기 제어부(340)는 선택부(미도시)에 의해, 시편의 종류만 선택 하면, 영상 취득기(310)의 설정 위치가 세팅될 수 있다.When the controller 340 selects only the type of the specimen by the selection unit (not shown), the setting position of the image acquirer 310 may be set.

따라서, 상기 제어부(340)는 영상 취득기(310)의 위치가 상기 미리 설정된 설정 위치에 이르도록 제 1 내지 4모터(M1,M2,M3,M4) 및 실린더의 구동을 제어한다.Therefore, the controller 340 controls the driving of the first to fourth motors M1, M2, M3, and M4 and the cylinders such that the position of the image acquirer 310 reaches the preset setting position.

본 발명에서는, 시편의 종류에 따라 영상 취득기의 설정 위치를 세팅하고, 이 설정 위치에 이르도록 영상 취득기를 위치시켜 프리크랙이 발생되는 위치에 벗어나는 오류를 미연에 방지할 수 있다.
In the present invention, the setting position of the image acquisition unit is set according to the type of specimen, and the image acquisition unit is positioned so as to reach this setting position, thereby preventing an error that deviates from the position where the precrack is generated.

이에 더하여, 본 발명에 따르는 상기 피로 균열 확인부는, 상기 프리 크랙의 발생에 대한 기준 영상 정보가 미리 설정되는 제어부(340)를 구비할 수 있다.In addition, the fatigue crack confirmation unit according to the present invention may include a control unit 340 in which reference image information on generation of the pre-crack is preset.

상기 제어부(340)는 상기 취득되는 연속적 영상 정보에 상기 기준 영상 정보와 일치되는 영상이 존재하면, 존재 시점에서의 프리 크랙 발생에 대한 영상 정보와 반복 하중에 대한 정보를 저장하고, 이를 상기 표시기(330)를 사용하여 가시적으로 표시할 수있다.The controller 340 stores the image information and the information on the repetitive load when the image coincides with the reference image information in the acquired continuous image information, and the information on the repetitive load, 330 can be displayed visually.

이때, 상기 제어부(340)는 알람 발생기(미도시)를 사용하여 외부에 알람을 발생시킬 수 도 있다.In this case, the controller 340 may generate an alarm to the outside using an alarm generator (not shown).

따라서, 본 발명에서는 프리 크랙의 발생을 제어부를 통해 이미지 처리 및 비교를 통해 자동적으로 감지함으로써, 작업자의 육안의 판단에 의해 피로 크랙 발생 판단의 오류를 미연에 방지할 수 있다.Therefore, in the present invention, by detecting the occurrence of the free cracks automatically through the image processing and comparison through the control unit, it is possible to prevent the error of the determination of the fatigue crack generation by the naked eye of the operator.

이상, 본 발명의 피로 균열 모니터링 장치에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.As mentioned above, although the specific Example regarding the fatigue crack monitoring apparatus of this invention was described, it is clear that various implementation deformation is possible without the deviating from the range of this invention.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
It is to be understood that the foregoing embodiments are illustrative and not restrictive in all respects and that the scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the foregoing description, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.

100 : 지지부
200 : 하중 가압부
300 : 피로 균열 확인부
310 : 영상 취득기
330 : 표시기
400 : 위치 가변기100: Support
200: load pressurization
300: fatigue crack check unit
310: image acquirer
330 indicator
400: position variable

Claims (7)

노치가 형성되는 시편을 지지하며, 승강 가능한 지지부;
상기 시편의 상부에서 상기 시편에 일정의 반복 하중을 가하도록 승강 가능한 하중 가압부; 및
상기 노치 주변의 촬상 영역에 대한 영상 정보를 취득하며, 상기 촬상 영역에 위치되도록 3축을 따라 위치 조절이 가능하고, 상기 촬상 영역에서 발생되는 피로 균열 진전 경로를 모니터링하는 피로 균열 확인부를 포함하고,
상기 하중 가압부는, 상기 지지부의 양측부에 설치되며, 승강되는 한 쌍의 승강축과, 상기 승강축의 상단을 잇는 고정체와, 상기 고정체의 하단 중앙에서 하방을 따라 일정 길이 연장되고, 상기 시편의 상단 중앙에 반복 하중을 가하며, 금속으로 형성되는 하중 가압체를 구비하고,
상기 피로 균열 확인부는, 상기 촬상 영역에 대한 연속적 영상 정보를 취득하는 영상 취득기와, 상기 하중 가압체에 고정되며, 상기 영상 취득기의 3축을 따르는 위치를 가변시키는 위치 가변기와, 상기 영상 취득기로부터 취득되는 연속적 영상 정보와 상기 반복 하중에 대한 정보를 가시적으로 표시하는 표시기를 구비하고,
상기 위치 가변기는, 상기 하중 가압체에 자력으로 탈착되며, X축 방향을 따라 일정 길이 연장되는 연장축을 갖는 마그네트 부와, 일단에 상기 연장축에 끼워져 상기 연장축을 따라 전후진 또는 X축을 중심으로 하여 회전을 안내하는 제 1홀이 형성되는 제 1끼움부와, Z축을 따르는 제 2홀이 형성되는 제 2끼움부를 갖는 회전 안내부와, 상기 제 2끼움부의 제 2홀에 끼워져 Z축을 따라 승강 위치 조절이 가능하고, 하단에 상기 영상 취득기가 고정되는 승강 안내부를 구비하는 것을 특징으로 하는 피로 균열 모니터링 장치.
A support for supporting a specimen on which a notch is formed, and a liftable support;
A load pressurizing unit capable of elevating a predetermined repetitive load on the specimen from an upper portion of the specimen; And
Acquiring image information about the imaging area around the notch, the position can be adjusted along three axes to be located in the imaging area, and includes a fatigue crack check unit for monitoring the fatigue crack growth path generated in the imaging area,
The load pressurizing portion is installed on both sides of the support portion, a pair of lifting shafts which are lifted, a fixing body connecting the upper end of the lifting shaft, and a predetermined length extending downward from the lower end center of the fixing body, the specimen Applying a repetitive load to the center of the upper end of the load, and having a load pressing body formed of metal,
The fatigue crack checking unit includes an image acquirer for acquiring continuous image information of the imaging area, a position variable fixed to the load pressurizing body and varying a position along three axes of the image acquirer, from the image acquirer. And an indicator for visually displaying the acquired continuous image information and the information on the repetitive load,
The position changer is magnetically detached from the load pressurizing member, and has a magnet portion having an extension shaft extending a predetermined length along the X-axis direction, and fitted to the extension shaft at one end thereof, and moving forward and backward along the extension shaft or about the X axis. A lifting guide portion having a first fitting portion in which a first hole for guiding rotation is formed, a second fitting portion in which a second hole along the Z axis is formed, and a lifting position along the Z axis being fitted into the second hole of the second fitting portion Fatigue crack monitoring device characterized in that it is adjustable, and provided with a lift guide portion fixed to the image acquirer at the bottom.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 연장축과, 상기 승강 안내부는 환봉 형상으로 형성되어, 상기 제 1홀 및 상기 2홀에 일정의 마찰력을 형성하여 끼워지는 것을 특징으로 하는 피로 균열 모니터링 장치.
The method according to claim 1,
The extension shaft and the elevating guide portion is formed in an annular bar shape, fatigue crack monitoring device, characterized in that inserted into the first hole and the second hole by forming a predetermined friction force.
제 1항에 있어서,
상기 연장축의 일단은 상기 마그 네트부에서 회전되도록 설치되고,
상기 승강 안내부의 하단은 상기 영상 취득기에서 회전되도록 설치되고,
상기 연장축과 상기 제 1홀 및, 상기 승강 안내부와 상기 제 2홀은 서로 스크류 결합되는 것을 특징으로 하는 피로 균열 모니터링 장치.
The method according to claim 1,
One end of the extension shaft is installed to rotate in the magnet,
The lower end of the elevating guide is installed to rotate in the image acquirer,
And said extension shaft, said first hole, and said elevating guide portion and said second hole are screwed together.
제 1항에 있어서,
상기 피로 균열 확인부는,
프리 크랙의 발생에 대한 기준 영상 정보가 미리 설정되는 제어부를 구비하고,
상기 제어부는,
상기 취득되는 연속적 영상 정보에 상기 기준 영상 정보와 일치되는 영상이 존재하면, 존재 시점에서의 프리 크랙 발생에 대한 영상 정보와 반복 하중에 대한 정보를 저장하고, 이를 상기 표시기를 사용하여 가시적으로 표시하고,
알람 발생기를 사용하여 외부에 알람을 발생시키는 것을 특징으로 하는 피로 균열 모니터링 장치.

The method according to claim 1,
The fatigue crack check unit,
And a control unit in which reference image information on occurrence of the free crack is set in advance,
Wherein,
If there is an image coinciding with the reference image information in the acquired continuous image information, the image information about the occurrence of free crack and the information on the repetitive load at the time of existence are stored, and this is visually displayed using the indicator. ,
A fatigue crack monitoring device, which generates an alarm externally using an alarm generator.

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