KR101430911B1 - 시편 수평 인장,압축장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 시편 수평 인장,압축장치는 시편이 안착되는 시편 안착부; 상기 시편의 중앙을 가압하여 고정하는 수직하중 가압부; 상기 시편의 일 측단을 가압하여 고정하는 제 1시편 고정부; 상기 시편의 타 측단을 가압하여 고정하는 제 2시편 고정부; 및 상기 제 2시편 고정부를 수평 이동시켜 상기 시편을 인장 또는 압축시키는 인장 압축부;를 포함하고, 상기 수직하중 가압부는, 제 1이동 로드가 구비된 제 1실린더; 상기 제 1이동 로드가 일 측 저면에 연결되고 상기 시편을 가압하는 가압대가 타 측 저면에 연결된 제 1가압레버; 및 상기 제 1가압레버를 상하 틸팅시키는 제 1회전부재;를 포함하며, 상기 제 1실린더의 가동으로 상기 제 1이동 로드가 수직 이동하며 상기 제 1가압레버의 일 측을 상방 이동시키는 경우, 상기 제 1가압레버의 타 측이 상기 제 1회전부재를 중심으로 하방 이동되면서 상기 가압대가 상기 시편의 중앙을 가압하여 고정하는 것을 특징으로 한다.

Description

시편 수평 인장,압축장치 및 방법{device and method for specimen tension-compression of horizontal type}

본 발명은 시편 수평 인장,압축장치 및 방법에 관한 것으로서, 시편을 수평방향으로 배치한 상태로 양 측단을 클램핑하여 시편에 좌우 방향으로의 인장력 및 압축력을 가할 수 있는 구조의 시편 시험 장치 및 이를 이용한 시편 시험 방법에 관한 것으로, 본 발명에서는 시편 중앙을 일정한 힘으로 가압하면서 시편을 압축하므로 얇은 소재의 압축시 시편에 좌굴이 일어나는 것을 방지할 수 있다.

일반적으로, 인장,압축 장치는 기계 부품의 시편에 인위적으로 인장 또는 압축 하중을 가하여 강도를 측정하는 장치로. 이러한 인장,압축 장치는 완성품에 사용될 부품의 파괴 강도를 미리 측정함으로써 완성품의 안정성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

예를 들어, 공개특허공보 제10-2010-0123437호(공개일자:2010.11.24)는 높이 조절이 가능하며 다양한 하중의 테스트가 가능한 압축 및 인장 강도 측정 장치를 소개하고 있다.

그러나, 상기 장치를 포함한 종래의 인장,압축 장치는 시편을 수직방향으로 배치한 상태로 상단과 하단을 클램핑하여 상하 방향으로 인장력 및 압축력을 가하는 구조로 이루어졌기 때문에, 시편의 정렬 상태를 정확히 맞추기가 어렵고, 시편에 원치않는 좌굴(buckling) 현상이 발생함으로써 시험 결과의 신뢰성이 떨어지며, 시편의 온도를 조절하는 수단이 없어 실제 사용환경에 부합하는 다양한 온도 조건 하에서의 재료 특성을 해석할 수 없는 문제가 있었다.

공개특허공보 제10-2010-0123437호(공개일자:2010.11.24)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 시편을 수평방향으로 배치한 상태로 양 측단을 클램핑하여 시편의 정렬 상태를 정확하게 맞춘 상태에서 좌우 방향으로의 인장력 및 압축력을 가할 수 있고, 다양한 온도 조건 하에서의 시험이 가능하며, 압축시 좌굴을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 인장,압축 시험시 발생되는 마찰력을 항상 균일하게 유지시켜 측정 결과값의 오차를 최소화할 수 있는 시편 수평 인장,압축장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 시편 수평 인장,압축장치는 시편이 안착되는 시편 안착부; 상기 시편의 중앙을 가압하여 고정하는 수직하중 가압부; 상기 시편의 일 측단을 가압하여 고정하는 제 1시편 고정부; 상기 시편의 타 측단을 가압하여 고정하는 제 2시편 고정부; 및 상기 제 2시편 고정부를 수평 이동시켜 상기 시편을 인장 또는 압축시키는 인장 압축부;를 포함하고, 상기 수직하중 가압부는, 제 1이동 로드가 구비된 제 1실린더; 상기 제 1이동 로드가 일 측 저면에 연결되고 상기 시편을 가압하는 가압대가 타 측 저면에 연결된 제 1가압레버; 및 상기 제 1가압레버를 상하 틸팅시키는 제 1회전부재;를 포함하며, 상기 제 1실린더의 가동으로 상기 제 1이동 로드가 수직 이동하며 상기 제 1가압레버의 일 측을 상방 이동시키는 경우, 상기 제 1가압레버의 타 측이 상기 제 1회전부재를 중심으로 하방 이동되면서 상기 가압대가 상기 시편의 중앙을 가압하여 고정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1시편 고정부는, 제 2이동 로드가 구비된 제 2실린더; 상기 제 2이동 로드가 가압하는 피가압부가 일 측 저면에 형성되고 상기 시편을 가압하는 제 1클램프가 타 측 저면에 연결된 제 2가압레버; 및 상기 제 2가압레버를 상하 틸팅시키는 제 2회전부재;를 포함하며, 상기 제 2실린더의 가동으로 상기 제 2이동 로드가 상기 피가압부를 가압하며 상기 제 2가압레버의 일 측을 상방 이동시키는 경우, 상기 제 2가압레버의 타 측이 상기 제 2회전부재를 중심으로 하방 이동되면서 상기 제 1클램프가 상기 시편의 일 측을 가압하여 고정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 2시편 고정부는, 제 3이동 로드가 구비된 제 3실린더; 상기 시편 안착부를 지지하는 지지 플레이트; 및 상기 지지 플레이트로부터 수직 상방으로 이격되어 배치되며 상기 시편을 가압하는 제 2클램프가 연결된 가압 플레이트;를 포함하고, 상기 제 3실린더의 가동으로 상기 제 3이동 로드가 상기 지지 플레이트를 관통하며 상방 이동하는 경우, 상기 제 3이동 로드가 상기 시편의 타 측을 하부에서 가압하면서 상기 제 2클램프가 상기 시편의 타 측을 상부에서 가압하여 고정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시편 안착부의 하부에 구비되어 상기 시편의 온도를 조절하는 온도조절부를 더 포함하고, 상기 온도조절부는 카트리지 히터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시편 안착부는, 상기 시편을 하부에서 지지하는 시편지지부재; 및 상기 시편을 상부에서 커버하는 시편커버부재;를 포함하고, 상기 시편커버부재는 상기 시편의 중앙을 커버하되 상기 시편의 양 측단을 노출시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시편지지부재는, 복수개의 결속편이 형성된 제 1시편지지부재; 및 복수개의 결속홈이 형성된 제 2시편지지부재;를 포함하고, 상기 결속편이 상기 결속홈에 슬라이딩 삽입되며 상기 제 1시편지지부재와 상기 제 2시편지지부재가 서로 결속됨으로서 상기 시편을 하부에서 지지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1시편지지부재 및 상기 제 2시편지지부재는 각각 상방 돌출된 핀이 형성되고, 상기 시편은 양 측에 각각 상기 핀과 대응하는 홀이 형성되며, 상기 시편은 상기 핀과 상기 홀의 대응 결합에 의해 상기 시편지지부재 상에 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시편커버부재는, 복수개의 결속편이 형성된 제 1시편커버부재; 및 복수개의 결속홈이 형성된 제 2시편커버부재;를 포함하고, 상기 결속편이 상기 결속홈에 슬라이딩 삽입되며 상기 제 1시편커버부재와 상기 제 2시편커버부재가 서로 결속됨으로서 상기 시편을 상부에서 커버하여 상기 시편의 좌굴현상을 방지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수직하중 가압부는, 상기 제 1가압레버의 끝 단에 구비된 롤러; 및 상기 롤러의 수직 이동을 가이드하는 가이드 홈이 내측면에 형성된 가이드 부재;를 더 포함하고, 상기 제 1이동 로드의 수직 이동에 의해 상기 롤러가 상기 가이드 홈을 따라 수직 이동하여 상기 제 1가압레버의 일 측이 상방 이동되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인장 압축부는, 상기 제 2시편 고정부와 연장 로드에 의해 연결되며 상기 시편에 가해지는 수평 하중을 측정하는 로드셀이 구비된 이동 블럭; 상기 이동 블럭의 하부에 구비되어 상기 이동 블럭의 수평 이동을 가이드하는 가이드 레일; 상기 이동 블럭에 연결되며 회전에 의해 상기 이동 블럭을 수평 이동시키는 스크류; 및 상기 스크류에 회전력을 공급하는 회전공급부재;를 포함하고, 상기 이동 블럭은 상기 스크류의 회전에 의해 상기 가이드 레일 상에서 수평이동하여 상기 시편을 인장 및 압축시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전공급부재는, 회전력을 발생시키는 모터; 상기 스크류에 연결되는 종동축; 상기 모터 및 종동축에 각각 결합되는 풀리; 및 상기 모터 및 종동축에 각각 결합된 풀리를 서로 연결하여 상기 모터에서 발생된 회전력을 상기 종동축에 전달하는 벨트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 시편 수평 인장,압축방법은 시편 안착부 상에 시편을 안착시키는 시편 안착단계; 수직하중 가압부, 제 1시편 고정부 및 제 2시편 고정부를 이용하여 상기 시편을 고정하는 시편 고정단계; 및 상기 제 2시편 고정부를 인장 압축부에 의해 수평 이동시켜 상기 시편을 인장 또는 압축시키는 인장 압축단계;를 포함하고, 상기 시편 안착단계는, 제 1시편지지부재에 형성된 복수개의 결속편을 제 2시편지지부재에 형성된 복수개의 결속홈에 슬라이딩 삽입시켜 상기 제 1시편지지부재와 상기 제 2시편지지부재를 서로 결속시킴으로서 시편지지부재를 형성하는 지지부재 형성공정; 상기 제 1시편지지부재 및 상기 제 2시편지지부재에 각각 형성된 상방 돌출형 핀을 상기 시편의 양 측에 각각 형성된 홀에 삽입시켜 상기 시편을 상기 시편지지부재 상에 안착시키는 시편 안착공정; 및 제 1시편커버부재에 형성된 복수개의 결속편을 제 2시편커버부재에 형성된 복수개의 결속홈에 슬라이딩 삽입시켜 상기 제 1시편커버부재와 상기 제 2시편커버부재를 서로 결속시킴으로서 시편커버부재를 형성하여 상기 시편의 좌굴현상을 방지하는 커버부재 형성공정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시편 고정단계는, 상기 수직하중 가압부를 통해 상기 시편의 중앙을 가압하여 고정하는 시편중앙 고정공정; 상기 제 1시편 고정부를 통해 상기 시편의 일 측단을 가압하여 고정하는 시편일측 고정공정; 및 상기 제 2시편 고정부를 통해 상기 시편의 타 측단을 가압하여 고정하는 시편타측 고정공정;을 포함하고, 상기 시편중앙 고정공정은, 제 1실린더의 가동으로 제 1이동 로드가 수직 이동하며 제 1가압레버의 일 측을 상방 이동시키고, 상기 제 1가압레버의 타 측이 제 1회전부재를 중심으로 하방 이동되면서 가압대가 상기 시편의 중앙을 가압하여 고정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시편일측 고정공정은, 제 2실린더의 가동으로 제 2이동 로드가 피가압부를 가압하며 제 2가압레버의 일 측을 상방 이동시키고, 상기 제 2가압레버의 타 측이 제 2회전부재를 중심으로 하방 이동되면서 제 1클램프가 상기 시편의 일 측을 가압하여 고정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시편타측 고정공정은, 제 3실린더의 가동으로 제 3이동 로드가 지지 플레이트를 관통하며 상방 이동하고, 상기 제 3이동 로드가 상기 시편의 타 측을 하부에서 가압하면서 제 2클램프가 상기 시편의 타 측을 상부에서 가압하여 고정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시편 고정단계 후, 상기 시편 안착부의 하부에 구비된 온도조절부를 이용하여 상기 시편의 온도를 조절하는 온도 조절단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 수평 인장,압축장치 및 방법에 의하면, 시편을 수평방향으로 배치한 상태로 양 측단을 클램핑하여 시편의 정렬 상태를 정확하게 맞춘 상태에서 좌우 방향으로의 인장력 및 압축력을 가할 수 있고, 다양한 온도 조건 하에서의 시험이 가능하며, 압축시 좌굴을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 인장,압축 시험시 발생되는 마찰력을 항상 균일하게 유지시켜 측정 결과값의 오차를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 시편 수평 인장,압축장치의 제 1사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 시편 수평 인장,압축장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 시편 수평 인장,압축장치의 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 시편 안착부에 시편이 안착되는 모습을 보여주는 도이다.
도 5는 본 발명의 수직하중 가압부가 시편의 중앙을 가압하여 고정하는 모습을 보여주는 도이다.
도 6은 본 발명의 제 1시편 고정부가 시편의 일 측단을 가압하여 고정하는 모습을 보여주는 도이다.
도 7은 본 발명의 제 2시편 고정부가 시편의 타 측단을 가압하여 고정하는 모습을 보여주는 도이다.
도 8은 본 발명의 인장 압축부가 수평이동하여 시편을 인장 압축시키는 모습을 보여주는 도이다.
도 9는 본 발명에 따른 시편 수평 인장,압축장치의 제 2사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 시편 수평 인장,압축방법의 제 1블록도이다.
도 11은 본 발명에 따른 시편 안착단계의 블록도이다.
도 12는 본 발명에 따른 시편 고정단계의 블록도이다.
도 13은 본 발명에 따른 시편 수평 인장,압축방법의 제 2블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 시편 수평 인장,압축장치의 제 1사시도이고, 도 2는 정면도이며, 도 3은 측면도이다.

본 발명에 따른 시편 수평 인장,압축장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 시편이 안착되는 시편 안착부(100), 상기 시편의 중앙을 가압하여 고정하는 수직하중 가압부(200), 상기 시편의 일 측단을 가압하여 고정하는 제 1시편 고정부(300), 상기 시편의 타 측단을 가압하여 고정하는 제 2시편 고정부(400) 및 상기 제 2시편 고정부(400)를 수평 이동시켜 상기 시편을 인장 또는 압축시키는 인장 압축부(500)를 포함한다.

상기 시편 안착부(100)는 상기 시편을 하부에서 지지하는 시편지지부재 및 상기 시편을 상부에서 커버하는 시편커버부재를 포함한다.

도 4는 본 발명에 따른 시편 안착부에 시편이 안착되는 모습을 보여주는 도이다.

상기 시편지지부재는 도 4에 도시된 바와 같이, 복수개의 결속편(111a)이 형성된 제 1시편지지부재(111) 및 복수개의 결속홈(112a)이 형성된 제 2시편지지부재(112)를 포함하는데, 상기 결속편(111a)이 상기 결속홈(112a)에 슬라이딩 삽입되며 상기 제 1시편지지부재(111)와 상기 제 2시편지지부재(112)가 서로 결속됨으로서 상기 시편(130)을 하부에서 지지할 수 있다.

여기서, 상기 제 1시편지지부재(111) 및 상기 제 2시편지지부재(112)는 각각 상방 돌출된 핀(111b,112b)이 형성되고, 상기 시편(130)은 양 측에 각각 상기 핀(111b,112b)과 대응하는 홀(131)이 형성되는데, 상기 시편(130)이 상기 시편지지부재(110) 상에 안착될 때, 상기 핀(111b,112b)이 상기 홀(131)에 삽입됨으로써 상기 시편(130)은 상기 시편지지부재(110) 상에 고정될 수 있다.

상기 시편커버부재(120)는 상기 시편(130)의 중앙을 커버하되 상기 시편(130)의 양 측단을 노출시키는데, 상기 수직하중 가압부(200)는 이러한 시편커버부재(120)를 가압하여 시편(130)의 중앙을 고정할 수 있고, 상기 제 1시편 고정부(300)는 시편(130)의 일 측단을 직접 가압하여 고정할 수 있으며, 상기 제 2시편 고정부(400)는 시편(130)의 타 측단을 직접 가압하여 고정할 수 있다.

여기서, 상기 시편커버부재(120)는 복수개의 결속편(121a)이 형성된 제 1시편커버부재(121) 및 복수개의 결속홈(122a)이 형성된 제 2시편커버부재(122)를 포함하는데, 상기 결속편(121a)이 상기 결속홈(122a)에 슬라이딩 삽입되며 상기 제 1시편커버부재(121)와 상기 제 2시편커버부재(122)가 서로 결속됨으로서 상기 시편(130)을 상부에서 커버할 수 있다.

일반적으로, 좌굴현상은 가늘고 긴 봉이나, 두께에 비해 폭이 큰 평판 등에 길이와 폭의 방향으로 압축 하중이 가해지는 경우 재료의 비례 한도 이하의 하중에 의해서도 구부러짐 즉, 큰 변형이 생기는 현상을 의미하는데, 상기 시편커버부재(120)는 상기 시편(130)의 중앙을 상부에서 커버함으로써 상기 시편(130)에 수평 방향의 압축 하중이 가해지는 경우 이러한 좌굴현상을 방지할 수 있다.

상기 수직하중 가압부(200)는 제 1이동 로드(211)가 구비된 제 1실린더(210), 상기 제 1이동 로드(211)가 일 측 저면에 연결된 제 1가압레버(220) 및 상기 제 1가압레버(220)를 상하 틸팅시키는 제 1회전부재(230)를 포함한다.

상기 제 1실린더(210)는 도 1에 도시된 유압 공급부(700)로부터 유압을 공급받아 가동되는 유압식 실린더로 이루어지는데, 상기 제 1실린더(210)는 유압의 증감에 따라 상기 제 1이동 로드(211)를 수직 상하방으로 이동시킬 수 있다.

상기 제 1가압레버(220)는 상기 시편(130)을 가압하는 가압대(221)가 타 측 저면에 연결되는데, 이러한 가압대(221)가 상기 시편, 구체적으로 상기 시편커버부재(120)를 가압하여 상기 시편커버부재(120)가 커버하고 있는 시편(130)의 중앙부를 고정할 수 있다.

상기 제 1회전부재(230)는 상기 제 1가압레버(220)의 양 측에 배치되어 상기 제 1가압레버(220)를 지지하는 한 쌍의 회전지지대(231) 및 상기 제 1가압레버(220)를 상기 회전지지대(231)에 회전가능하게 연결하는 회전축(232)을 포함하는데, 이러한 제 1회전부재(230)는 상기 제 1가압레버(220)의 일 측이 상방 이동하는 경우 상기 회전축(232)을 중심으로 상기 제 1가압레버(220)의 타 측을 하방 이동시켜 상기 가압대(221)가 상기 시편커버부재(120)를 가압하도록 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 수직하중 가압부가 시편의 중앙을 가압하여 고정하는 모습을 보여주는 도이다.

즉, 본 발명에 따른 수직 하중 가압부(200)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 1실린더(210)의 가동으로 상기 제 1이동 로드(211)가 수직 상방으로 이동하며 상기 제 1가압레버(220)의 일 측을 상방 이동시키고, 이와 동시에 상기 제 1가압레버(220)의 타 측이 상기 제 1회전부재(232)를 중심으로 하방 이동되면서 상기 가압대(221)가 상기 시편커버부재(120)를 가압함으로써 상기 시편(130)의 중앙을 고정할 수 있다.

한편, 상기 수직하중 가압부(200)는 상기 제 1가압레버(220)의 끝 단에 구비된 롤러(222) 및 상기 롤러(222)의 수직 이동을 가이드하는 가이드 홈(241)이 내측면에 형성된 가이드 부재(240)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제 1실린더(210)의 가동으로 상기 제 1이동 로드(211)가 수직 상방으로 이동하는 경우, 상기 롤러(222)가 상기 가이드 홈(241)을 따라 상기 가이드 부재(240) 내에서 수직 이동하여 상기 제 1가압레버(220)의 일 측을 상방 이동시킬 수 있다.

상기 제 1시편 고정부(300)는 제 2이동 로드(311)가 구비된 제 2실린더(310), 상기 제 2이동 로드(311)가 가압하는 피가압부(321)가 일 측 저면에 형성된 제 2가압레버(320) 및 상기 제 2가압레버(320)를 상하 틸팅시키는 제 2회전부재(330)를 포함한다.

상기 제 2실린더(310)는 상기 제 1실린더(210)와 동일하게 유압 공급부(700)로부터 유압을 공급받아 가동되는 유압식 실린더로 이루어지는데, 상기 제 2실린더(310)는 유압의 증감에 따라 상기 제 2이동 로드(311)를 수직 상하방으로 이동시킬 수 있다.

상기 제 2가압레버(320)는 상기 시편(130)을 가압하는 제 1클램프(322)가 타 측 저면에 연결되는데, 이러한 제 1클램프(322)가 상기 시편(130)의 일 측단을 직접 가압함으로써 시편(130)을 고정할 수 있다.

상기 제 2회전부재(330)는 상기 제 2가압레버(320)의 양 측에 배치되어 상기 제 2가압레버(320)를 지지하는 한 쌍의 회전지지대(331) 및 상기 제 2가압레버(320)를 상기 회전지지대(331)에 회전가능하게 연결하는 회전축(332)을 포함하는데, 이러한 제 2회전부재(330)는 상기 제 2가압레버(320)의 일 측이 상방 이동하는 경우 상기 회전축(332)을 중심으로 상기 제 2가압레버(320)의 타 측을 하방 이동시켜 상기 제 1클램프(322)가 상기 시편(130)의 일 측단을 직접 가압하도록 할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제 1시편 고정부가 시편의 일 측단을 가압하여 고정하는 모습을 보여주는 도이다.

즉, 본 발명에 따른 제 1시편 고정부(300)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 2실린더(310)의 가동으로 상기 제 2이동 로드(311)가 상기 피가압부(321)를 가압하며 상기 제 2가압레버(320)의 일 측을 상방 이동시키고, 이와 동시에 상기 제 2가압레버(320)의 타 측이 상기 제 2회전부재(330)를 중심으로 하방 이동되면서 상기 제 1클램프(322)가 상기 시편(130)의 일 측을 직접 가압함으로써 상기 시편(130)을 고정할 수 있다.

상기 제 2시편 고정부(400)는 제 3이동 로드(411)가 구비된 제 3실린더(410), 상기 시편 안착부(100)를 지지하는 지지 플레이트(420) 및 상기 지지 플레이트(420)로부터 수직 상방으로 이격되어 배치되는 가압 플레이트(430)를 포함한다.

상기 제 3실린더(410)는 상기 제 1실린더(210) 및 상기 제 2실린더(310)와 동일하게 유압 공급부(700)로부터 유압을 공급받아 가동되는 유압식 실린더로 이루어지는데, 상기 제 3실린더(410)는 유압의 증감에 따라 상기 제 3이동 로드(411)를 수직 상하방으로 이동시킬 수 있다.

상기 지지 플레이트(420)는 상기 시편 안착부(100), 구체적으로, 상기 제 2시편지지부재(112)를 하부에서 지지하는데, 이러한 지지 플레이트(420)는 상기 제 3이동 로드(411)의 수직이동을 가이드하는 유도홀(미도시)이 형성됨으로서 상기 제 3이동 로드(411)가 상기 유도홀을 통해 상기 시편(130)의 타 측단을 하부에서 가압하도록 할 수 있다.

상기 가압 플레이트(430)는 상기 시편(130)을 가압하는 제 2클램프(431)가 저면 중앙에 연결되는데, 이러한 제 2클램프(431)가 상기 시편(130)의 타 측단을 상부에서 직접 가압함으로써 시편을 고정할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제 2시편 고정부가 시편의 타 측단을 가압하여 고정하는 모습을 보여주는 도이다.

즉, 본 발명에 따른 제 2시편 고정부(400)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제 3실린더(410)의 가동으로 상기 제 3이동 로드(411)가 상기 지지 플레이트(420)를 관통하며 상방 이동하여 상기 시편(130)의 타 측을 하부에서 가압하면서, 상기 가압 플레이트(430)가 하방 이동하여 상기 제 2클램프(431)가 상기 시편(130)의 타 측을 상부에서 직접 가압함으로써 상기 시편(130)을 고정할 수 있다.

상기 인장 압축부(500)는 상기 제 2시편 고정부(400)와 연결되는 이동 블럭(510), 상기 이동 블럭(510)의 하부에 구비되는 가이드 레일(520), 상기 이동 블럭(510)에 연결되며 회전에 의해 상기 이동 블럭(510)을 수평 이동시키는 스크류(530) 및 상기 스크류(530)에 회전력을 공급하는 회전공급부재(540)를 포함한다.

상기 이동 블럭(510)은 상기 제 2시편 고정부(400), 구체적으로 지지 플레이트(420)과 연장 로드(511)에 의해 연결되는데, 이러한 이동 블럭(510)은 로드셀(512)이 구비되어 상기 시편(130)에 가해지는 수평 하중을 측정할 수 있다.

상기 가이드 레일(520)은 상기 이동 블럭(510)의 하부에 구비되어 상기 이동 블럭(510) 및 상기 제 2시편 고정부(400)의 수평 이동을 가이드할 수 있다.

상기 스크류(530)는 볼 스크류로 이루어지며 상기 회전공급부재(540)로부터 회전력을 전달받아 회전하여 상기 이동 블럭(510)을 수평 이동시킬 수 있다.

상기 회전공급부재(540)는 회전력을 발생시키는 모터(541)와, 상기 스크류(530)에 연결되는 종동축(542)과, 상기 모터(541) 및 종동축(542)에 각각 결합되는 풀리(543) 및 상기 풀리(543)를 서로 연결하여 상기 모터(541)에서 발생된 회전력을 상기 종동축(542)에 전달하는 벨트(544)를 포함하는데, 이러한 회전공급부재(540)는 상기 모터(541)의 가동으로 발생된 회전력을 벨트(544)와 풀리(543)에 의해 종동축(542)에 전달하여 상기 스크류(530)를 회전시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 인장 압축부가 수평이동하여 시편을 인장 압축시키는 모습을 보여주는 도이다.

즉, 본 발명에 따른 인장 압축부(500)는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 회전공급부재(540)의 가동으로 상기 스크류(530)를 회전시키고, 상기 스크류(530)의 회전에 의해 상기 이동 블럭(510)을 상기 가이드 레일(520) 상에서 수평이동시키는데, 여기서, 상기 모터(541)의 회전 방향을 제어부(미도시)를 통해 제어함으로서 상기 스크류(530)의 회전 방향에 따라 상기 이동 블럭(510)의 이동 방향을 가변시켜 상기 시편(130)을 인장 또는 압축시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 시편 수평 인장,압축장치는 상기 시편 안착부(100)의 하부에 구비되어 상기 시편(130)의 온도를 조절하는 온도조절부(600)를 더 포함할 수 있는데, 여기서, 상기 온도조절부(600)는 카트리지 히터로 이루어져 상기 시편(130)에 열을 전달할 수 있고, 자체 열 손실을 방지하기 위해 절연커버(미도시)가 부착될 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 시편 수평 인장,압축장치의 제 2사시도이다.

또한, 본 발명에 따른 시편 수평 인장,압축장치는 도 9에 도시된 바와 같이, 신율계(800) 및 이동 레일(810)을 더 포함할 수 있는데, 여기서, 상기 신율계(800)는 상기 이동 레일(810)을 따라 이동하면서 인장되거나 압축된 시편의 변형량을 측정할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 시편 수평 인장,압축방법을 상세히 설명한다.

도 10은 본 발명에 따른 시편 수평 인장,압축방법의 제 1블록도이다.

본 발명에 따른 시편 수평 인장,압축방법은 도 10에 도시된 바와 같이, 시편 안착단계(S10), 시편 고정단계(S20) 및 인장 압축단계(S30)를 포함한다.

상기 시편 안착단계(S10)는 시편 안착부 상에 시편을 안착시키는 단계이다.

도 11은 본 발명에 따른 시편 안착단계의 블록도이다.

상기 시편 안착단계(S10)는 도 11에 도시된 바와 같이, 지지부재 형성공정(S11), 시편 안착공정(S12) 및 커버부재 형성공정(S13)을 포함한다.

상기 지지부재 형성공정(S11)은 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1시편지지부재(111)에 형성된 복수개의 결속편(111a)을 제 2시편지지부재(112)에 형성된 복수개의 결속홈(112a)에 슬라이딩 삽입시켜 상기 제 1시편지지부재(111)와 상기 제 2시편지지부재(112)를 서로 결속시킴으로서 시편지지부재(110)를 형성하는 공정이다.

상기 시편 안착공정(S12)은 상기 제 1시편지지부재(111) 및 상기 제 2시편지지부재(112)에 각각 형성된 상방 돌출형 핀(111b,112b)을 상기 시편(130)의 양 측에 각각 형성된 홀(131)에 삽입시켜 상기 시편(130)을 상기 시편지지부재(110) 상에 안착시키는 공정이다.

상기 커버부재 형성공정(S13)은 제 1시편커버부재(121)에 형성된 복수개의 결속편(121a)을 제 2시편커버부재(122)에 형성된 복수개의 결속홈(122a)에 슬라이딩 삽입시켜 상기 제 1시편커버부재(121)와 상기 제 2시편커버부재(122)를 서로 결속시킴으로서 시편커버부재(120)를 형성하여 상기 시편(130)의 좌굴현상을 방지하는 공정이다.

상기 시편 고정단계(S20)는 본 발명에 따른 시편 수평 인장,압축장치에 포함된 수직하중 가압부(200), 제 1시편 고정부(300) 및 제 2시편 고정부(400)를 이용하여 상기 시편을 고정하는 단계이다.

도 12는 본 발명에 따른 시편 고정단계의 블록도이다.

상기 시편 고정단계(S20)는 도 12에 도시된 바와 같이, 시편중앙 고정공정(S21), 시편일측 고정공정(S22) 및 시편타측 고정공정(S23)을 포함한다.

상기 시편중앙 고정공정(S21)은 상기 수직하중 가압부(200)를 통해 상기 시편(130)의 중앙을 가압하여 고정하는 공정이다.

구체적으로, 상기 시편중앙 고정공정(S21)에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1실린더(210)의 가동으로 제 1이동 로드(211)가 수직 이동하며 제 1가압레버(220)의 일 측을 상방 이동시키고, 이후, 상기 제 1가압레버(220)의 타 측이 제 1회전부재(230)를 중심으로 하방 이동되면서 가압대(221)가 상기 시편(130)의 중앙을 가압하여 고정할 수 있다.

상기 시편일측 고정공정(S22)은 상기 제 1시편 고정부(300)를 통해 상기 시편(130)의 일 측단을 가압하여 고정하는 공정이다.

구체적으로, 상기 시편일측 고정공정(S22)에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 제 2실린더(310)의 가동으로 제 2이동 로드(311)가 피가압부(321)를 가압하며 제 2가압레버(320)의 일 측을 상방 이동시키고, 이후, 상기 제 2가압레버(320)의 타 측이 제 2회전부재(330)를 중심으로 하방 이동되면서 제 1클램프(322)가 상기 시편(130)의 일 측을 가압하여 고정할 수 있다.

상기 시편타측 고정공정(S23)은 상기 제 2시편 고정부(400)를 통해 상기 시편(130)의 타 측단을 가압하여 고정하는 공정이다.

구체적으로, 상기 시편타측 고정공정(S23)에서는 도 7에 도시된 바와 같이, 제 3실린더(410)의 가동으로 제 3이동 로드(411)가 지지 플레이트(420)를 관통하며 상방 이동하고, 이후, 상기 제 3이동 로드(411)가 상기 시편(130)의 타 측을 하부에서 가압하면서 제 2클램프(431)가 상기 시편(130)의 타 측을 상부에서 가압하여 고정할 수 있다.

상기 인장 압축단계(S30)는 상기 제 2시편 고정부(400)를 인장 압축부(500)에 의해 수평 이동시켜 상기 시편(130)을 인장 또는 압축시키는 단계이다.

구체적으로, 상기 인장 압축단계(S30)에서는 도 8에 도시된 바와 같이, 회전공급부재(540)의 가동으로 스크류(530)를 회전시키고, 스크류(530)의 회전에 의해 이동 블럭(510)을 가이드 레일(520) 상에서 수평이동시킴으로써 상기 시편(130)을 인장 또는 압축시킬 수 있다.

도 13은 본 발명에 따른 시편 수평 인장,압축방법의 제 2블록도이다.

한편, 본 발명에 따른 시편 수평 인장,압축방법은 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 시편 고정단계(S20) 후, 온도 조절단계(S25)를 더 포함할 수 있다.

상기 온도 조절단계(S25)는 상기 시편 안착부(100)의 하부에 구비된 온도조절부(600)를 이용하여 상기 시편의 온도를 조절하는 단계로, 상기 온도 조절단계(S25)에서는 상기 시편(130)에 열을 가하여 상기 시편(130)의 온도를 다양하게 함으로써 다양한 온도 조건에서의 시편 인장 압축 시험을 가능하게 할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 시편 수평 인장,압축장치 및 방법을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

100:시편 안착부 110:시편지지부재
111:제 1시편지지부재 111a, 121a:결속편
111b, 112b:핀 112:제 2시편지지부재
112a, 122a:결속홈 120:시편커버부재
121:제 1시편커버부재 122:제 2시편커버부재
130:시편 131:홀
200:수직하중 가압부 210:제 1실린더
211:제 1이동 로드 220:제 1가압레버
221:가압대 222:롤러
230:제 1회전부재 231,331:회전지지대
232,332;회전축 240:가이드 부재
241:가이드 홈 300:제 1시편 고정부
310:제 2실린더 311:제 2이동 로드
320:제 2가압레버 321:피가압부
322:제 1클램프 330:제 2회전부재
400:제 2시편 고정부 410:제 3실린더
411:제 3이동 로드 420:지지 플레이트
430:가압 플레이트 431:제 2클램프
500:인장 압축부 510:이동 블럭
511:연장 로드 512:로드셀
520:가이드 레일 530:스크류
540:회전공급부재 541:모터
542:종동축 543:풀리
544:벨트 600:온도조절부
700:유압 공급부 800:신율계
810:이동 레일
S10:시편 안착단계
S11:지지부재 형성공정
S12:시편 안착공정
S13:커버부재 형성공정
S20:시편 고정단계
S21:시편중앙 고정공정
S22:시편일측 고정공정
S23:시편타측 고정공정
S25:온도 조절단계
S30:인장 압축단계

Claims (16)

1. 시편이 안착되는 시편 안착부;
   상기 시편의 중앙을 가압하여 고정하는 수직하중 가압부;
   상기 시편의 일 측단을 가압하여 고정하는 제 1시편 고정부;
   상기 시편의 타 측단을 가압하여 고정하는 제 2시편 고정부; 및
   상기 제 2시편 고정부를 수평 이동시켜 상기 시편을 인장 또는 압축시키는 인장 압축부;를 포함하고,
   상기 수직하중 가압부는,
   제 1이동 로드가 구비된 제 1실린더;
   상기 제 1이동 로드가 일 측 저면에 연결되고 상기 시편을 가압하는 가압대가 타 측 저면에 연결된 제 1가압레버;
   상기 제 1가압레버를 상하 틸팅시키는 제 1회전부재;
   상기 제 1가압레버의 끝 단에 구비된 롤러; 및
   상기 롤러의 수직 이동을 가이드하는 가이드 홈이 내측면에 형성된 가이드 부재;를 포함하여,
   상기 제 1실린더의 가동으로 상기 제 1이동 로드가 상방 이동하는 경우, 상기 롤러가 상기 가이드 홈을 따라 상방 이동함으로써 상기 제 1가압레버의 일 측을 상방 이동시키고, 상기 제 1가압레버의 타 측이 상기 제 1회전부재를 중심으로 하방 이동되면서 상기 가압대가 상기 시편의 중앙을 가압하여 고정하며,
   상기 제 1시편 고정부는,
   제 2이동 로드가 구비된 제 2실린더;
   상기 제 2이동 로드가 가압하는 피가압부가 일 측 저면에 형성되고 상기 시편을 가압하는 제 1클램프가 타 측 저면에 연결된 제 2가압레버; 및
   상기 제 2가압레버를 상하 틸팅시키는 제 2회전부재;를 포함하여,
   상기 제 2실린더의 가동으로 상기 제 2이동 로드가 상기 피가압부를 가압하며 상기 제 2가압레버의 일 측을 상방 이동시키는 경우, 상기 제 2가압레버의 타 측이 상기 제 2회전부재를 중심으로 하방 이동되면서 상기 제 1클램프가 상기 시편의 일 측을 가압하여 고정하고,
   상기 제 2시편 고정부는,
   제 3이동 로드가 구비된 제 3실린더;
   상기 시편 안착부를 지지하는 지지 플레이트; 및
   상기 지지 플레이트로부터 수직 상방으로 이격되어 배치되며 상기 시편을 가압하는 제 2클램프가 연결된 가압 플레이트;를 포함하여,
   상기 제 3실린더의 가동으로 상기 제 3이동 로드가 상기 지지 플레이트를 관통하며 상방 이동하는 경우, 상기 제 3이동 로드가 상기 시편의 타 측을 하부에서 가압하면서 상기 제 2클램프가 상기 시편의 타 측을 상부에서 가압하여 고정하는 것을 특징으로 하는 시편 수평 인장,압축장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 시편 안착부의 하부에 구비되어 상기 시편의 온도를 조절하는 온도조절부를 더 포함하고,
   상기 온도조절부는 카트리지 히터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시편 수평 인장,압축장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 시편 안착부는,
   상기 시편을 하부에서 지지하는 시편지지부재; 및
   상기 시편을 상부에서 커버하는 시편커버부재;를 포함하고,
   상기 시편커버부재는 상기 시편의 중앙을 커버하되 상기 시편의 양 측단을 노출시키는 것을 특징으로 하는 시편 수평 인장,압축장치.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 시편지지부재는,
   복수개의 결속편이 형성된 제 1시편지지부재; 및
   복수개의 결속홈이 형성된 제 2시편지지부재;를 포함하고,
   상기 결속편이 상기 결속홈에 슬라이딩 삽입되며 상기 제 1시편지지부재와 상기 제 2시편지지부재가 서로 결속됨으로서 상기 시편을 하부에서 지지하는 것을 특징으로 하는 시편 수평 인장,압축장치.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 제 1시편지지부재 및 상기 제 2시편지지부재는 각각 상방 돌출된 핀이 형성되고,
   상기 시편은 양 측에 각각 상기 핀과 대응하는 홀이 형성되며,
   상기 시편은 상기 핀과 상기 홀의 대응 결합에 의해 상기 시편지지부재 상에 고정되는 것을 특징으로 하는 시편 수평 인장,압축장치.
   
8. 제 6항에 있어서,
   상기 시편커버부재는,
   복수개의 결속편이 형성된 제 1시편커버부재; 및
   복수개의 결속홈이 형성된 제 2시편커버부재;를 포함하고,
   상기 결속편이 상기 결속홈에 슬라이딩 삽입되며 상기 제 1시편커버부재와 상기 제 2시편커버부재가 서로 결속됨으로서 상기 시편을 상부에서 커버하여 상기 시편의 좌굴현상을 방지하는 것을 특징으로 하는 시편 수평 인장,압축장치.
   
9. 삭제
10. 제 1항에 있어서,
    상기 인장 압축부는,
    상기 제 2시편 고정부와 연장 로드에 의해 연결되며 상기 시편에 가해지는 수평 하중을 측정하는 로드셀이 구비된 이동 블럭;
    상기 이동 블럭의 하부에 구비되어 상기 이동 블럭의 수평 이동을 가이드하는 가이드 레일; 및
    상기 이동 블럭에 연결되며 회전에 의해 상기 이동 블럭을 수평 이동시키는 스크류;
    상기 스크류에 회전력을 공급하는 회전공급부재;를 포함하고,
    상기 이동 블럭은 상기 스크류의 회전에 의해 상기 가이드 레일 상에서 수평이동하여 상기 시편을 인장 및 압축시키는 것을 특징으로 하는 시편 수평 인장,압축장치.
    
11. 제 10항에 있어서,
    상기 회전공급부재는,
    회전력을 발생시키는 모터;
    상기 스크류에 연결되는 종동축;
    상기 모터 및 종동축에 각각 결합되는 풀리; 및
    상기 모터 및 종동축에 각각 결합된 풀리를 서로 연결하여 상기 모터에서 발생된 회전력을 상기 종동축에 전달하는 벨트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 시편 수평 인장,압축장치.
    
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제

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