KR101524908B1 - 인장시험 정렬게이지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 몸체부와, 상기 몸체부와 연결되며 시편을 고정하는 그립부의 일측과 접촉하는 접촉부를 구비하는 정렬부 및, 상기 몸체부와 지면과의 수평상태를 확인할 수 있도록 설치되는 수평확인부를 포함하여 구성되는 인장시험 정렬게이지에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 인장시험 정렬게이지는 축방향으로 회전된 그립을 정렬할 수 있고, 시편을 설정된 위치에 삽입할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

인장시험 정렬게이지 {ARRANGING GAUGE FOR TENSILE TEST}
본 발명은 인장시험 정렬게이지에 관한 것으로, 상세하게는 인장시험시 사용되는 시편과 시편이 삽입되는 그립부를 정렬하는 인장시험 정렬게이지에 관한 것이다.
인장시험은 재료 강도에 관한 기본적인 설계정보를 얻기 위해 재료의 변형과정과 응력의 변화를 조사하는 시험으로 재료의 항복강도, 인장강도 등의 기계적인 특성과 탄성한계, 비례한계, 탄성계수 등의 물리적 특성을 구하는 것을 목적으로 한다.
도 1(a)를 참조할 때, 종래의 인장시험장치에서는 상부그립(20) 또는 하부 그립(40) 중 어느 하나가 축 방향 회전된 경우, 회전된 그립 고정부(30)에 시편(10)을 삽입하고 수직방향으로 힘을 가하여 인장시험을 실시할 때 시편(10)이 비틀린 상태에서 시편(10)에 의해 힘이 가해져 재료의 정확한 물리적 특성을 구하기 어려운 문제가 있었다.
그리고 도 1(b)과 도 1(c)를 참조할 때, 종래의 인장시험장치에서는 시편(10)이 상기 상부그립(20)과 상기 하부그립(40)의 시편 고정부(30)에 삽입시 시편(10)의 중심부(11)를 정확히 상기 상부그립(20)과 하부그립(40)의 중간에 삽입되지 못하고 한쪽으로 치우친 상태로 삽입되어, 인장시험을 통해 재료의 정확한 물리적 특성을 구하기 어려운 문제가 있었다.
본 발명은 상기 문제점 중 적어도 하나를 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명은 일측면으로서, 축 방향으로 회전된 그립을 회전되지 않는 상태로 정렬할 수 있는 인장시험 정렬게이지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명의 일측면으로서, 시편을 설정된 위치에 삽입할 수 있는 인장시험 정렬게이지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서 본 발명은 몸체부와, 상기 몸체부와 연결되며 시편을 고정하는 그립부의 일측과 접촉하는 접촉부를 구비하는 정렬부 및, 상기 몸체부와 지면과의 수평상태를 확인할 수 있도록 설치되는 수평확인부를 포함하여 구성되는 인장시험 정렬게이지를 제공한다.
바람직하게, 상기 몸체부는 상기 수평확인부에 의해 상기 몸체부가 지면과 수평을 이룬 상태에서 삽입된 시편에 지면과 수평인 위치를 표시하는 표시부를 더 구비할 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 표시부는 일측에서 빛을 주사하는 주사부를 구비할 수 있다.
바람직하게, 상기 접촉부는 상기 표시부에서 주사되는 빛이 통과되는 개구가 형성되도록 구비될 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 개구는 상기 접촉부의 중앙에 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 접촉부는 상기 주사부에서 주사되는 빛의 궤적을 기준으로 상하 대칭되는 형상을 갖도록 구비될 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 접촉부는 단면상 원호 또는 상하 대칭인 곡선 형상을 갖도록 구비될 수 있다.
바람직하게, 상기 접촉부는 상기 그립부와 선접촉하여 상기 그립부의 회전여부를 확인할 수 있도록 구비될 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 수평확인부는 내부에 구비되는 공기방울을 이용하여 수평을 확인할 수 있도록 구비될 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 그립부가 축방향으로 회전되지 않도록 함으로써 삽입된 시편이 비틀리지 않는 상태에서 인장시험이 가능하도록 하여 시편의 정확한 물성을 구할 수 있는 효과를 제공한다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 시편의 중앙을 그립부의 중앙에 위치하도록 하여 시편이 상부그립 또는 하부그립 중 어느 한 곳으로 치우치지 않도록 하여 인장시험시 시편의 정확한 물성을 구할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1(a)와 도 (b)는 종래의 인장시험 시험장치의 그립부를 나태내는 사시도.
도 1(c)는 인장시험에 사용되는 시편의 정면도.
도 2 는 그립부에 접촉한 본 발명의 일실시예에 의한 인장시험 정렬게이지를 나타내는 정면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 인장시험 정렬게이지의 사시도.
이하 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 인장시험 정렬게이지의 기술적 특징을 이해시키는데 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예에 의해 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 기술범위에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 인장시험 정렬게이지(100)는 몸체부(111)와, 상기 몸체부(111)와 연결되며 그립부(200)의 일측과 접촉하는 접촉부(112)를 구비하는 정렬부(110) 및, 상기 몸체부(111)와 지면과의 수평 상태를 확인할 수 있도록 설치된 수평확인부(130)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 정렬부(110)는 상기 접촉부(112)와 상기 몸체부(111)를 연결할 수 있는 연결부(113)를 더 구비할 수 있다.
그리고, 상기 수평확인부(130)는 상기 몸체부(111)의 일측에 구비되며, 상기 몸체부(111)가 지면과 수평을 이루는지 확인 가능하도록 구비되는 구성이면 가능하다.
이러한 수평확인부(130)는 일 예로, 유리관(미도시) 내부에 공기와 유체를 수용하고, 공기방울이 상기 유리관(미도시)의 중앙에 위치하도록 조정하여 상기 수평확인부(130)가 지면과 수평인 것을 확인하는 구성으로 구비될 수 있다.
다만, 수평여부를 확인할 수 있는 한 이에 한정되지 않고, 공지의 다른 구성이 채용될 수 있다.
상기 몸체부(111)는 상기 수평확인부(130)에 의해 상기 몸체부(111)가 지면과 수평을 이룬 상태에서 삽입된 시편(10)에 지면과 수평인 위치를 표시하는 표시부(120)를 더 구비할 수 있다.
그리고, 상기 표시부(120)가 수평 상태인 것을 표시하기 위한 수단으로 일측에 빛을 주사하는 주사부(121)를 더 구비할 수 있다.
즉, 상기 주사부(121)는 상기 몸체부(111)가 지면과 수평상태를 유지할 때 상기 주사부(121)에서 주사되는 빛 또한 지면과 수평상태를 유지하도록 구비될 수 있다.
다시 말하면, 상기 주사부(121)에서 주사되는 빛은 상기 몸체부(111)가 상기 그립부(200)에 접촉되는 위치에 따라 주사되는 방향이 달라지게 되며, 상기 수평 확인부(130)의 확인에 의해 상기 몸체부(111)가 지면과 수평을 이룰 때 상기 주사부에서 주사되는 빛의 궤적(c)이 지면과 수평이 된다.
여기서, 상기 주사부(121)에서 주사되는 빛은 일 예로, 레이저빔일 수 있는데, 이외에도 상기 주사부(121)가 상기 수평확인부(130)에 의해 상기 몸체부(111)가 지면과 수평상태인 것을 확인될 수 있도록 지면과 평행한 궤적을 표시할 수 있는 한 공지의 다른 구성이 채용될 수 있다.
또한, 상기 표시부(120)는 일 예로 수평상태를 확인할 수 있도록 상기 주사부(121)에서 빛을 주사하는 구성으로 구비될 수 있으나, 반드시 이러한 방식에 한정되지 않고, 상기 몸체부(111)가 수평일 때 이를 표시할 수 있는 공지의 구성이 채용되는 것도 가능하다.
한편, 상기 정렬부(110)는 상기 몸체부(111)와 연결되며 삽입된 시편(10)을 고정하는 상기 그립부(200)의 일측과 접촉하는 접촉부(112)를 구비할 수 있다.
먼저, 상기 접촉부(112)의 형상은 상기 주사부(121)에서 주사되는 빛의 궤적(c)을 기준으로 상하 대칭되게 구비될 수 있다. 이에 대한 일 실시예로, 상기 접촉부(112)의 형상은 단면상 원호 또는 상하 대칭인 곡선 형상을 갖도록 구비될 수 있다.
이하, 이러한 형상을 구비하는 이유에 대하여 살펴본다.
먼저, 전제조건으로, 첫번째 전제 조건은 상기 상부그립(210)과 상기 하부그립(220)은 지면과 수직으로 설치되며 상기 시편 고정부(230)에 고정된 시편(10)은 지면과 수직으로 설치되는 것이다.
그리고 두번째 전제 조건은 상기 상부그립(210)과 상기 하부그립(220)은 상기 상부그립(210)과 하부그립(220)의 사이의 중간을 지나는 선(이하에서 살펴볼 빛의 궤적(c)와 일치함)을 중심으로 대칭인 형상을 갖는 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 인장시험 정렬게이지(100)를 조정하는 조정자에 의해 상기 접촉부(112)가 상기 그립부(200)에 접하는 경우, 두번째 전제조건과 상기 접촉부가 빛의 궤적(c)을 중심으로 상하 대칭 형태인 점을 고려할 때, 상기 접촉부(122)는 각각 단면상 상기 그립부(200)의 한 점(211, 221)에서 접하게 된다.
이때, 단면상으로 한점에서 접하나, 도 3의 상기 접촉부(112)의 형상을 고려할 때, 상기 접촉부(112)와는 선접촉 하게 된다.
그리고, 상기 접촉부(112)는 상기 주사부(121)에서 주사되는 빛의 궤적(c)을 기준으로 상하 대칭인 형상으로 구비되기 때문에, 상기 주사부(121)에서 상기 상부그립(210)에서의 접점(211)까지의 거리(a)는 상기 하부그립(220)에서의 접점(221)까지의 거리(a')와 동일하다.
즉, 단면상 상기 주사부(121)와 상기 상부그립(210)과의 접점(211) 및 상기 하부그립(220)과의 접점(221)을 잇는 삼각형은 이등변 삼각형이 된다.
그런데, 기하학적 성질상, 이등변 삼각형의 빗변이 서로 만나는 꼭지점에서 밑변에 수직인 선은 밑변의 중점을 지나게 된다.
그래서, 도 2를 참조할 때, 상기 수평확인부(130)의 위치를 조정하여 상기 몸체부(111)가 지면과 수평상태일 때에는 상기 주사부(121)에서 주사되는 빛 또한 지면과 수평을 유지한다.
그리고, 삽입된 시편(10)은 지면과 수직이라는 첫번째 전제조건을 고려하면, 상기 주사부(121)에서 주사되는 빛의 궤적(c)는 상기 시편에 수직을 이룬다.
따라서, 상기 주사부(121)와 상기 상부그립(210) 및 상기 하부그립(220)과의 접점을 잇는 삼각형은 이등변 삼각형으로, 앞서 검토한 이등변 삼각형의 기하학적 성질을 이용할 때, 빛의 궤적(c)은 상기 그립부(200)의 접점(211,212)를 잇는 선을 이등분하게 된다.
즉, b와 b'의 길이가 동일하게 되고, 빛의 궤적(c)은 상기 상부그립(210) 및 상기 하부그립(220)의 사이의 중간 지점을 지나게 된다.
즉, 빛의 궤적(c)은 상기 상부그립(210) 및 상기 하부그립(220)의 사이의 중간 지점과 일치한다.
결과적으로, 상기 접촉부(112)가 주사부(121)에서의 주사되는 빛의 궤적(c)을 중심으로 대칭인 형상으로 구비되는 경우에는 상기 주사부(121)에서 주사되는 빛의 궤적(c)은 상기 상부그립(210)과 상기 하부그립(220)의 중간 지점을 지나게 된다.
따라서, 이러한 중간 지점에 시편(10)의 중앙(11)을 위치시키면 상기 시편(10) 고정부에 삽입되는 시편(10)이 상기 상부그립(210) 또는 상기 하부그립(220)의 한쪽으로 치우치는 문제를 해결할 수 있게 된다.
그런데, 상기 주사부(121)에서 주사되는 빛이 시편(10)에 도달하기 위해, 상기 접촉부(112)는 이러한 빛이 통과되는 개구(112a)가 형성되도록 구비될 수 있다. 그리고, 상기 개구(112a)는 상기 접촉부(112)의 중앙에 형성되도록 구비될 수 있다.
다만, 상기 개구(112a)를 형성하는 것은 상기 주사부(121)에서 주사되는 빛이 시편(10)에 도달되기 위해 구비되는 것으로, 도면상 도시된 상기 개구(112a) 형태 이외에 시편(10)에 빛이 도달되는 한 다른 공지의 구성도 가능하다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 인장시험 정렬게이지(100)의 작용 효과에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 의한 인장시험 정렬게이지(100)를 이용하여 상기 그립부(200)의 회전여부를 확인하는 과정을 살펴본다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 앞서 검토한 바와 같이 상기 접촉부(112)는 상하 대칭인 형태로 구비된다.
이러한 형상을 구비하는 경우, 상기 상부그립(210)과 상기 하부그립(220)이 회전된 상태에 있지 않는 경우에는 상기 접촉부(112)를 상기 그립부(200)에 접촉할때 상기 접촉부(112)는 상기 그립부(200)와 선 접촉하게 된다.
그렇지 않고, 상기 상부그립(210) 또는 상기 하부그립(220) 중 어느 하나가 미세한 각도라 하여도 회전된 상태인 경우에는 상기 접촉부(112)가 상기 상부그립(210) 및 상기 하부그립(220)과 동시에 선 접촉할 수 없고 일부와 선 접촉하게 된다.
따라서, 상기 상부그립(210) 또는 상기 하부그립(220) 중 어느 하나가 회전된 상태일 때에는, 상기 상부그립(210)에 상기 하부그립(220)을 동시에 선 접촉 할 수 있도록, 조정자가 상기 상부그립(210) 또는 상기 하부그립(220) 중 어느 하나에 선 접촉시킨 뒤 다른 상기 상부그립(210) 또는 상기 하부그립(220)을 동시에 선접촉된 상태에 있도록 회전시킨다.
그 결과, 상기 상부그립(210) 및 상기 하부그립(220)은 상기 상부그립(210) 및 상기 하부그립(220)을 잇는 축상에서 회전되지 않는 상태로 되어 상기 시편(10) 고정부에 삽입되는 시편(10)은 시편(10)의 양 끝이 비틀리지 않고 동일 평면상에 위치된다.
따라서, 연성이 큰 시편(10)의 경우 회전된 상기 그립부(200)에 시편(10) 삽입시 비틀린 상태로 인장시험이 시행되어 잘못된 시험 조건에 의해 시편(10)의 물리적 특성을 산출하는 것을 방지하는 효과를 제공하게 된다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 인장시험 정렬게이지(100)에 의해 상기 시편(10)의 중앙부(11)를 상기 상부그립(210)와 상기 하부그립(220) 중앙에 위치시키는 과정을 살펴본다.
먼저, 조정자는 접촉부(112)를 상기 상부그립(210) 및 상기 하부그립(220)에 선접촉 시켜 상기 상부그립(210) 및 상기 하부그립(220)이 회전 상태에 있지 않도록 조정한다.
그리고, 조정자는 상기 그립부(200)에 상기 접촉부(112)를 선접촉 시킨 상태에서 상기 몸체부(111)를 이동시키면서 상기 수평확인부(130)를 확인하여 상기 몸체부(111)가 지면과 수평상태에 놓이게 한다.
예를 들어, 상기 수평확인부(130)가 유체 내부에 공기방울의 위치로 수평을 확인하도록 구비되는 경우, 상기 유체 내부의 공기 방울이 유체 및 공기방울을 수용하는 유리관의 중앙에 위치하도록 상기 몸체부(111)를 조정한다.
그래서, 도 2를 참조하면, 상기 수평확인부(130)에 의해 상기 몸체부(111)가가 지면과 수평이 되는 것이 확인될 때, 상기 표시부(120)에 의해 상기 상부그립(210)과 상기 하부그립(220) 사이에 지면과 수평을 표시하게 된다.
본 발명의 일 실시예로, 주사부(121)를 구비하는 경우, 상기 표시부(120)의 일측에서 상기 표시부(120)의 수평상태를 표시하도록 주사부(121)에 의해 빛이 주사되고, 상기 개구(112a)를 통해 상기 상부그립(210)과 상기 하부그립(220) 사이에 궤적(c)을 형성한다.
이때, 빛은 앞서 검토한 바와 같이, 상기 시편(10) 고정부에 삽입되는 시편(10)과 수직인 방향으로, 또한 상기 상부 그립과 상기 하부그립(220)의 중간 지점을 관통하며 입사하게 된다.
그래서, 조정자는 상기 시편(10)에 주사된 빛을 고려하며 시편(10) 중앙부(11)를 상기 주사된 빛과 일치하게 시편(10)을 상기 시편 고정부(230)에 삽입시킨다.
그 결과, 도 2에 도시된 바와 같이, 빛의 궤적(c)은 상기 상부그립(210)과 상기 하부그립(220)의 중간 지점을 표시하게 되므로 시편(10)은 상기 상부그립(210) 또는 상기 하부그립(220) 중 어느 한 쪽으로 편중되지 않는 상태로 상기 시편 고정부(230)에 삽입될 수 있다.
그래서, 인장 시험시 인장시험에 대한 표준화된 조건에서 시편(10)의 물리적 특성에 대한 데이터를 확보할 수 있는 효과를 제공한다.
본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화도리 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
10: 시편 100: 인장시험 정렬게이지
110: 정렬부 111: 몸체부
112: 접촉부 112a: 개구
120: 표시부 121: 주사부
130: 수평확인부 200: 그립부
210: 상부그립 220: 하부그립
230: 시편 고정부

Claims (9)

  1. 몸체부와, 상기 몸체부와 연결되며, 시편이 삽입되는 상부 그립과 하부 그립의 일측과 각각 접촉하는 접촉부를 구비하는 정렬부; 및
    상기 몸체부와 지면과의 수평상태를 확인할 수 있도록 설치되는 수평확인부를 포함하고,
    상기 몸체부는 상기 수평확인부에 의해 상기 몸체부가 지면과 수평을 이룬 상태에서 삽입된 시편에 지면과 수평인 위치를 표시하는 표시부를 구비하며,
    상기 표시부는 일측에서 빛을 주사하는 주사부를 구비하고,
    상기 접촉부는 상기 주사부에서 주사되는 빛의 궤적을 기준으로 상하 대칭되는 형상을 가지며,
    상기 접촉부는, 상부 그립 또는 하부 그립 중 어느 하나가 회전된 상태에 있는 경우, 상부 그립과 하부 그립에 동시에 선접촉하지 않도록 마련되고, 상부 그립 및 하부 그립이 모두 회전된 상태에 있지 않은 경우, 상부 그립과 하부 그립에 동시에 선접촉하도록 마련된 인장시험 정렬게이지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접촉부는 상기 표시부에서 주사되는 빛이 통과되는 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 인장시험 정렬게이지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 개구는 상기 접촉부의 중앙에 형성되는 것을 특징으로 하는 인장시험 정렬게이지.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 접촉부는 단면상 원호 또는 상하 대칭인 곡선 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 인장시험 정렬게이지.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 수평확인부는 내부에 구비되는 공기방울을 이용하여 수평을 확인하는 것을 특징으로 하는 인장시험 정렬게이지.
KR1020120124431A 2012-11-05 2012-11-05 인장시험 정렬게이지 KR101524908B1 (ko)

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