KR101506908B1 - Anti-bucking device of a sheet metal specimen in fatigue testiung machine - Google Patents
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Abstract
피로 시험기의 박판 시편 좌굴방지장치가 개시되어 있다. 개시된 피로 시험기의 박판 시편 좌굴방지장치는, 박판 시편(10)의 양 측방을 지지하는 2개의 가압판(20)들; 상기 박판 시편(10)을 중심으로 상기 가압판(20)들의 외측에 설치된 2개의 압축판(30)들; 상기 가압판(20)과 상기 압축판(30) 사이에 개재된 상태로 상기 압축판(30)에 의해 압축되며, 그 압축에 따른 반발력으로 상기 가압판(20)들에 의해 지지된 상기 박판 시편(10)의 측방을 가압하는 코일 스프링(40); 상기 가압판(20)들, 상기 압축판(30)들 및 상기 코일 스프링(40)을 관통하여 하나로 조립하는 스터드 볼트(51);및 상기 스터드 볼트(51)의 후방에 체결되며 그 체결량을 조절하여 상기 코일 스프링(40)의 압축 길이를 조절하는 너트(52)를 포함한다.An apparatus for preventing buckling of a thin plate specimen of a fatigue testing machine is disclosed. The disclosed apparatus for preventing buckling of a thin plate specimen of a fatigue testing machine includes two pressure plates (20) for supporting both sides of the thin plate specimen (10); Two compression plates (30) installed on the outside of the pressure plates (20) about the thin plate specimen (10); Is compressed by the compression plate (30) in a state interposed between the compression plate (20) and the compression plate (30) and is compressed by the compression plate (20) A coil spring 40 for pressing the side of the coil spring 40; A stud bolt 51 which passes through the pressing plates 20, the compression plates 30 and the coil spring 40 to be assembled into one, and a stud bolt 51 which is fastened to the rear of the stud bolt 51, And a nut 52 for adjusting the compression length of the coil spring 40.
Description
본 발명은 피로 시험기의 박판 시편 좌굴방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 크기가 작고 제작 및 사용이 간편하며 시편에 부가되는 가압력의 크기를 적절히 제어할 수 있는 피로 시험기의 박판 시편 좌굴방지장치에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a device for preventing buckling of thin plate specimens of a fatigue testing machine, which is small in size, easy to manufacture and use, and capable of appropriately controlling the magnitude of the pressing force applied to the specimen .
일반적으로 판재의 피로 특성 평가를 위해 수행되는 피로 시험은 인장 하중을 특정 주기로 반복 부여하는 조건(인장-인장), 인장 하중과 압축 하중을 특정 주기로 반복 부여하는 조건(인장-압축), 압축 하중을 특정 주기로 반복 부여하는 조건(압축-압축) 및 굽힘 하중 조건 등에서 수행되며, 평균 응력식을 이용한 피로 수명 예측을 위해 인장-압축 하중 조건에 대한 피로 시험이 가장 많이 수행된다.In general, fatigue tests carried out to evaluate the fatigue characteristics of a plate are performed under the following conditions: tension (tensile), tensile (tensile), and compressive (cyclic) (Compression - compression) and bending load conditions, which are given repeatedly at a specific cycle, and the fatigue test for tension - compression loading conditions is performed most often to predict the fatigue life using an average stress equation.
타 하중 조건과 달리 인장-압축 하중 조건에서는 인장 하중에 의한 변형과 압축 하중에 의한 변형이 동시에 고려되어야 하는데, 두께가 얇은 판재를 시험 대상으로 하는 경우에 압축 하중시 시편에 좌굴이 발생되어 정확한 물성을 측정할 수 없다.Unlike other loading conditions, tensile load and deformation due to compressive load should be considered simultaneously under tensile-compressive loading conditions. However, when a thin plate is used as a test object, buckling occurs in the specimen during compression loading, Can not be measured.
이를 해결하기 위하여 박판 시편의 측방에 가압력을 부가하여 좌굴을 방지하는 장치가 개발되어 시험에 적용되고 있으며, 대표적으로 유압실린더를 이용한 장치, 볼트-너트 체결법을 이용한 장치 등이 있다.To solve this problem, a device for preventing buckling by applying a pressing force to the side of a thin plate specimen has been developed and applied to the test. Typically, a device using a hydraulic cylinder or a device using a bolt-nut fastening method is used.
피로 시험의 정밀도 및 신뢰도를 높이기 위해서는 시편에 부가되는 가압력의 크기를 적절히 제어해야 한다. 유압 실린더를 이용한 장치는 유압 조절을 통해 시편에 부가되는 가압력을 원하는 크기로 적절히 제어할 수 있어 시험의 정밀도 및 신뢰도를 높일 수 있는 장점이 있지만, 대형화된 고정형의 유압 설비가 필요하므로 제작에 많은 비용이 소모되고 좁은 공간에서는 사용이 불가능한 단점이 있었다. 볼트-너트 체결법을 이용한 장치는 박판 시편을 가운데 두고 한 쌍의 금속 판재를 볼트 및 너트를 이용하여 체결하여 시편에 가압력을 부가하는 장치로, 크기가 작고 단순한 구조를 가지므로 저렴한 비용으로 손쉽게 제작 가능하고 좁은 장소에서도 사용 가능한 장점이 있지만, 시편에 부가되는 가압력을 원하는 크기로 제어할 수 없어 피로 시험의 정밀도 및 신뢰도가 떨어지는 단점이 있었다.
To increase the precision and reliability of the fatigue test, it is necessary to appropriately control the magnitude of the pressing force applied to the specimen. The apparatus using the hydraulic cylinder is advantageous in that it can appropriately control the pressing force applied to the specimen by controlling the hydraulic pressure to a desired size, thereby improving the accuracy and reliability of the test. However, since a large-sized fixed type hydraulic equipment is required, And it is disadvantageous in that it can not be used in a narrow space. The device using the bolt-nut fastening method is a device that applies a pressing force to a specimen by fastening a pair of metal plates with a bolt and a nut in the center of a thin plate specimen. Since it has a small size and simple structure, it is easily manufactured at low cost However, since the pressing force applied to the specimen can not be controlled to a desired value, the accuracy and reliability of the fatigue test are deteriorated.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 저렴한 비용으로 손쉽게 제작 가능하고 좁은 장소에서도 사용 가능하며, 박판 시편에 부가하는 가압력의 크기를 적절히 제어하여 피로 시험의 정밀도 및 신뢰도를 향상시킬 수 있는 피로 시험기의 박판 시편 좌굴방지장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a thin plate test specimen which can be easily manufactured at low cost and which can be used in a narrow place and can improve the precision and reliability of the fatigue test by appropriately controlling the magnitude of the pressing force The present invention provides a device for preventing buckling of a thin plate specimen of a fatigue testing machine.
본 발명의 일 견지에 따른 피로 시험기의 박판 시편 좌굴방지장치는, 박판 시편의 양 측방을 지지하는 2개의 가압판들; 상기 박판 시편을 중심으로 상기 가압판들의 외측에 설치된 2개의 압축판들; 상기 가압판과 상기 압축판 사이에 개재된 상태로 상기 압축판에 의해 압축되며 그 압축에 따른 반발력으로 상기 가압판들에 의해 지지된 상기 박판 시편의 측방을 가압하는 코일 스프링; 상기 가압판들, 상기 압축판들 및 상기 코일 스프링을 관통하여 하나로 조립하는 스터드 볼트;및 상기 스터드 볼트의 후방에 체결되며 그 체결량을 조절하여 상기 코일 스프링의 압축 길이를 조절하는 너트;를 포함한다.An apparatus for preventing buckling of a thin plate specimen of a fatigue testing machine according to an aspect of the present invention includes two pressure plates for supporting both sides of a thin plate specimen; Two compression plates installed on the outside of the pressure plates about the thin plate specimen; A coil spring which is pressed by the compression plate in a state interposed between the pressure plate and the compression plate and presses the side of the thin plate specimen supported by the pressure plates with a repulsive force according to the compression; A stud bolt which passes through the pressure plates, the compression plates, and the coil spring and assembles into one, and a nut that is fastened to the rear of the stud bolt and adjusts a compression length of the coil spring by adjusting the fastening amount.
상기 피로 시험기의 박판 시편 좌굴방지장치는, 상기 너트의 체결량을 조절하여 상기 코일 스프링의 압축 길이를 조절할 때 상기 코일 스프링의 압축 길이가 정밀하게 조절될 수 있도록 상기 가압판과 상기 압축판 사이에 설치되는 거리 조절 바를 더 포함할 수 있다. 상기 너트는 상기 가압판과 압축판 사이에 설치된 거리 조절 바로 인하여 더 이상의 조임이 불가능한 시점까지 체결되고, 상기 거리 조절 바는 피로 시험을 수행하기 전에 제거된다.The apparatus for preventing buckling of a thin plate specimen of the fatigue testing machine is provided between the pressure plate and the compression plate so that the compression length of the coil spring can be precisely controlled when the compression length of the coil spring is adjusted by adjusting the amount of the nut And a distance adjustment bar. The nut is fastened to a point where it is impossible to further tighten due to the distance adjustment bar provided between the pressure plate and the compression plate, and the distance control bar is removed before performing the fatigue test.
상기 피로 시험기의 박판 시편 좌굴방지장치는, 상기 박판 시편을 지지하는 상기 가압판의 안쪽 면에 형성되어 상기 박판 시편과 슬립 가능하게 접촉되는 마찰 저감용 패드를 더 포함할 수 있다. 상기 마찰저감용 패드는 테프론을 재질로 하여 제작된 것이 사용될 수 있다.
The apparatus for preventing buckling of a thin plate specimen of the fatigue testing apparatus may further include a friction reducing pad formed on an inner surface of the pressure plate for supporting the thin plate specimen and slidably contacting the thin plate specimen. The friction reducing pad may be made of Teflon.
본 발명에 따른 좌굴방지장치는 크기가 작고 단순한 구조를 가지며 박판 시편에 직접 체결되게 되므로 저렴한 비용으로 손쉽게 제작 가능하고 장소에 구애받지 않고 시험에 적용할 수 있다. 아울러, 박판 시편에 부가하는 가압력의 크기를 적절히 제어할 수 있으므로 피로 시험의 정밀도 및 신뢰도를 향상시 킬 수 있다.
Since the buckling prevention device according to the present invention has a small size and a simple structure and is directly fastened to the thin plate specimen, it can be easily manufactured at low cost and can be applied to a test without any place. In addition, since the magnitude of the pressing force added to the thin plate specimen can be appropriately controlled, the precision and reliability of the fatigue test can be improved.
도 1은 본 발명에 따른 박판 시편 좌굴방지장치가 구비된 피로 시험기를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 박판 시편 좌굴방지장치를 도시한 종단면도이다.
도 3은 도 2의 분해 사시도이다.1 is a view showing a fatigue testing machine equipped with a device for preventing a buckling of a thin plate specimen according to the present invention.
2 is a longitudinal sectional view showing a device for preventing the buckling of a thin plate specimen according to the present invention.
FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 2. FIG.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 박판 시편 좌굴방지장치가 구비된 피로 시험기를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 박판 시편 좌굴방지장치를 도시한 종단면도이고, 도 3은 도 2의 분해 사시도이다.FIG. 1 is a view showing a fatigue testing machine equipped with a device for preventing a buckling of a thin plate specimen according to the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the apparatus for preventing buckling of a thin plate specimen according to the present invention, and FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 2 .
도 1을 참조하면, 피로 시험기(1)는 박판 시편(10)의 상단을 그립하는 상부 그립퍼(upper gripper, 1A) 및 박판 시편(10)의 하단을 그립하는 하부 그립퍼(lower gripper, 1B)를 구비한다. 1, the
상부 그립퍼(1A) 및 하부 그립퍼(1B)는 외부로부터 동력을 전달받아 서로 모아지는 방향 또는 서로 멀어지는 방향으로 구동될 수 있으며, 상부 그립퍼(1A) 및 하부 그립퍼(1B)의 상기 동작을 통하여 박판 시편(10)에 압축 하중 및 인장 하중이 부여되게 된다.The
본 발명에 따른 좌굴방지장치(100)는 압축 하중 부여시에 박판 시편(10)을 축방향으로 눌렀을 때 측방향 휨, 즉 좌굴이 발생하지 않도록 박판 시편(10)을 측방 지지하면서 가압하는 구성요소이다.The
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 좌굴방지장치(100)는 박판 시편(10)의 양 측방을 지지하는 2개의 가압판(20), 박판 시편(10)을 중심으로 가압판(20)의 바깥측에 설치된 2개의 압축판(30) 및 가압판(20)과 압축판 사이에 개재된 코일 스프링(40)이 스터드 볼트(51) 및 너트(52)를 이용해 조립되어 구성된다.2 and 3, the
상기 가압판(20)은 장방형의 금속판으로, 상대 가압판과의 사이에 개재된 박판 시편(10)을 지지하는 메인부(21)와, 이 메인부(21)의 좌, 우 양측에 형성된 체결부(22)로 구성된다. 체결부(22)에는 스터드 볼트(51)가 삽입되는 체결공(H1)이 형성되어 있다. 본 실시예에서, 메인부(21)의 좌, 우 양측에 위치하는 체결부(22)의 상단 및 하단에 각각 체결공(H1)이 하나씩 형성되어, 가압판(20)에는 총 4개의 체결공(H1)이 형성되어 있다. 비록, 본 실시예에서는 가압판(20)에 4개의 체결공(H1)이 형성된 경우를 도시 및 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 체결공(H1)의 개수는 2개 또는 3개일 수도 있고, 결속력을 높이기 위하여 4개 이상으로 형성할 수도 있다. The
박판 시편(10)을 지지하게 되는 가압판(20)의 표면, 즉 박판 시편(10)과 접촉되는 가압판(20)의 안쪽면에는 박판 시편(10)과 슬립 가능하게 접촉되는 마찰 저감용 패드(60)가 부착되어 있다. 마찰저감용 패드(60)는 박판 시편(10)과 가압판(20)간의 마찰 저항을 줄이는 역할을 하는 것으로서, 피로 시험시 박판 시편(10)을 슬립 가능한 상태로 직접 접촉 지지하는 부분이다. 마찰저감용 패드(60)로는 테프론(Teflon)을 재질로 하여 제작된 것이 사용될 수 있다.A friction reducing pad 60 (hereinafter referred to as " friction pad ") 60 slidably in contact with the
압축판(30)들은 가압판(20)들의 외측에 코일 스프링(40)들의 개재하에 설치된다. 압축판(30)은 코일 스프링(40)을 압축시키는 역할을 하는 것으로서, 코일 스프링(40)의 압축 길이는 코일 스프링(40)을 사이에 두고 마주하는 상대 가압판(20)과의 간격에 의해서 조절된다.The compression plates (30) are installed on the outside of the pressure plates (20) under the interposition of the coil springs (40). The
압축판(30)에는 스터드 볼트(51)가 삽입되는 체결공(H2)이 형성되어 있다. 본 실시예에서, 압축판(30)은 가압판(20)에 형성된 4개의 체결공(H1)에 각각 대응하여 4개의 체결공(H2)이 형성되어 있다.The compression plate (30) is formed with a fastening hole (H2) into which the stud bolt (51) is inserted. In the present embodiment, the
코일 스프링(40)은 가압판(20)들에 의해 지지된 판박 시편(10)의 측방을 가압하는 역할을 하는 것으로서, 가압판(20)과 압축판(30) 사이에 개재된 상태로 압축판(30)에 의하여 압축되며 그 압축에 따른 반반력으로 가압판(20)들에 지지된 판박 시편(10)의 측방을 가압한다. 코일 스프링(40)들이 판박 시편(10)을 가압하는 힘은 그 압축 길이에 비례한다. 대칭적인 힘을 부가하기 위하여, 본 실시예에서는 가압판(20)의 상단과 하단에 좌, 우 양측으로 4개의 코일 스프링(40)이 사용되었다. The
그리고, 가압판(20)들의 체결공(H1), 압축판(30)들의 체결공(H2) 및 코일 스프링(40)에 스터드 볼트(51)가 삽입되고, 스터드 볼트(51)의 후방에 너트(52)가 체결되어, 2개의 가압판(20), 2개의 압축판(30)들 및 코일 스프링(40)이 하나로 조립된다. The
코일 스프링(40)의 압축 길이는 너트(52)의 체결량에 의하여 조절된다. 스터드 볼트(51)에 너트(52)를 체결하여 코일 스프링(40)의 압축 길이를 조절할 때 코일 스프링(40)의 압축 길이를 정밀하게 제어하기 위하여 가압판(20)과 압축판(30) 사이에 거리 조절 바(70)가 삽입된다. 너트(52)는 가압판(20)과 압축판(30) 사이에 삽입된 거리 조절 바(70)로 인하여 더 이상의 조임이 불가능할 때까지 체결된다. The compression length of the
피로 시험을 수행하는 동안에 박판 시편(10)의 두께는 미소하게 변화되게 되는데, 피로 시험 중에 거리 조절 바(70)가 가압판(20)과 압축판(30) 사이에 삽입된 채로 남아 있다면 박판 시편(10)의 두께가 미소하게 증가되더라도 박판 시편(10)에 가해지는 가압력이 매우 커지는 문제가 발생되므로, 거리 조절 바(70)는 피로 시험 수행 전에 제거되어야 한다.
The thickness of the
본 발명에 따른 좌굴방지장치는 크기가 작고 단순한 구조를 가지며 박판 시편에 직접 체결되게 되므로 저렴한 비용으로 손쉽게 제작 가능하고, 장소에 구애받지 않고 시험에 적용할 수 있다. 또한, 박판 시편에 부가하는 가압력의 크기를 적절히 제어할 수 있으므로 피로 시험의 정밀도 및 신뢰도를 향상시 킬 수 있다.
Since the buckling prevention device according to the present invention has a small size and a simple structure and is directly fastened to the thin plate specimen, it can be easily manufactured at low cost and can be applied to a test without being affected by any place. In addition, since the magnitude of the pressing force added to the thin plate specimen can be appropriately controlled, the precision and reliability of the fatigue test can be improved.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood that the invention can be variously modified and changed without departing from the technical scope thereof.
100: 피로 시험기
10 : 박판 시편
20: 가압판
30: 압축판
40: 코일 스프링
51 : 스터드 볼트
52 : 너트
60 : 마찰저감용 패드
70 : 길이 조절 바100: Fatigue tester
10: thin plate specimen
20: Platen
30: Compression plate
40: coil spring
51: Stud bolt
52: Nut
60: friction reducing pad
70: Length adjusting bar
Claims (6)
상기 박판 시편(10)을 중심으로 상기 가압판(20)들의 외측에 설치된 2개의 압축판(30)들;
상기 가압판(20)과 상기 압축판(30) 사이에 개재된 상태로 상기 압축판(30)에 의해 압축되며, 그 압축 길이에 비례하는 크기의 반발력으로 상기 가압판(20)들에 의해 지지된 상기 박판 시편(10)의 양 측방을 가압하는 코일 스프링(40)들;
상기 2개의 가압판(20)들, 상기 2개의 압축판(30)들 및 상기 코일 스프링(40)들을 관통하여 하나로 조립하는 스터드 볼트(51);
상기 스터드 볼트(51)의 후방에 체결되며 그 체결량을 조절하여 상기 코일 스프링(40)들의 압축 길이를 조절하는 너트(52);및
상기 너트(52)의 체결량을 조절하여 상기 코일 스프링(40)의 압축 길이를 조절할 때 상기 코일 스프링(40)의 압축 길이가 정밀하게 조절될 수 있도록 상기 가압판(20)과 상기 압축판(30) 사이에 설치되는 거리 조절 바(70);를 포함하며,
상기 너트(52)의 체결량 조절을 통해서 상기 박판 시편(10)의 양 측방에 부가되는 가압력의 크기가 조절되는 피로 시험기의 박판 시편 좌굴방지장치.
Two pressure plates 20 supporting both sides of the thin plate specimen 10;
Two compression plates (30) installed on the outside of the pressure plates (20) about the thin plate specimen (10);
Is compressed by the compression plate (30) in a state interposed between the compression plate (20) and the compression plate (30) and compressed by the compression plate (20) with a repulsive force of a magnitude proportional to the compression length Coil springs (40) for pressing both sides of the thin plate specimen (10);
A stud bolt 51 which passes through the two compression plates 20, the two compression plates 30 and the coil springs 40 and assembles into one;
A nut 52 which is fastened to the rear of the stud bolt 51 and adjusts the compression length of the coil springs 40 by adjusting the fastening amount thereof;
The compression plate 20 and the compression plate 30 are formed so that the compression length of the coil spring 40 can be precisely adjusted when the compression length of the coil spring 40 is adjusted by adjusting the amount of the nut 52. [ And a distance control bar (70)
Wherein a magnitude of a pressing force applied to both sides of the thin plate specimen (10) is adjusted through adjustment of a fastening amount of the nut (52).
The nut according to claim 1, characterized in that the nut (52) is fastened to a point where it is no longer possible to tighten due to the distance adjusting bar (70) provided between the pressure plate (20) A device for preventing buckling of thin specimen of fatigue testing machine.
The apparatus of claim 1, wherein the distance control bar (70) is removed prior to performing the fatigue test.
The apparatus of claim 1, further comprising a friction reducing pad (60) formed on an inner surface of the pressure plate (20) supporting the thin plate specimen (10) and slidably contacting the thin plate specimen A device for preventing buckling of thin specimen of fatigue testing machine.
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