KR101748809B1 - 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법 및 이를 이용한 인장강도 시험장치 - Google Patents

중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법 및 이를 이용한 인장강도 시험장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지반이나 시설물들을 구성하고 있는 다양한 재료의 인장강도를 보다 편리하고 정확하게 측정하기 위한 것으로서, 종래 직접 인장강도 시험의 공시체 제조 및 시험과정의 어려움과 번거로움을 해소함과 더불어 종래 간접 인장강도 시험을 통한 시험결과의 부정확성을 해소하기 위한 것으로서, 시험과정은 보다 편리하면서 시험결과는 보다 정확하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라 시험결과의 실무에의 직접적 활용을 통해 지반이나 시설물들의 안전한 설계 및 시공을 유도할 수 있고 이를 통해 경제성도 추구할 수 있는 각별한 장점이 있는 유용한 발명이다.

Description

중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법 및 이를 이용한 인장강도 시험장치{Test method for direct tensile strength measurement utilizing hollow hole and testing device for tensile strength using thereof}
본 발명은 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정을 위한 시험방법 및 이를 이용한 인장강도 시험장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시멘트나 흙 또는 다양한 혼합재료로 제조된 공시체를 종래의 직접 인강강도 시험기를 사용하지 않고 보다 용이하게 직접 인장강도 측정시험을 실시할 수 있는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법 및 이를 이용한 인장강도 시험장치에 관한 것이다.
지반 위나 아래에 다양한 시설물(건물, 철도, 도로, 항만시설, 방파제 등)을 설치하는 건설공사가 국내외 곳곳에서 수행되고 있다. 이와 같은 다양한 시설물들이 안전하게 설치되기 위해서는 시설물들을 지지하고 있는 지반과 시설물들을 구성하고 있는 재료들이 충분한 강도를 가지고서 시설물의 자중과 기타 추가되는 설하중, 풍하중 등의 다양한 하중을 견딜 수 있어야 한다. 그렇지 않게 되면, 지반이나 시설물들이 파괴되거나 과도한 변형이 발생하여 시설물들에 균열 등의 다양한 피해를 발생시킬 수 있다.
따라서 지반 및 시설물들을 구성하고 있는 재료의 강도는 시설물들의 안전과 직접적으로 연관되므로 충분한 강도를 지니고 있는지 반드시 조사하여야 한다.
이와 같은 지반 및 시설물들을 구성하고 있는 재료의 강도는 압축강도 시험, 인장강도 시험, 전단강도 시험 등을 통해서 조사하고 있다.
기존에 적용되어 이용되는 인장강도 시험에는 크게 직접 인장강도 시험과 간접 인장강도 시험인 할렬인장강도 시험과 휨인장강도 시험이 있는데 이에 대해서 간략히 설명하면 다음과 같다.
먼저 기존의 직접 인장강도 시험은 몰드에서 시험용 공시체를 제조한 후 탈형하고 탈형된 공시체에 인장시험을 위한 지그를 설치하여 시험을 하는 방법과 공시체의 양단에 에폭시를 바르고 인장시험을 위한 장치를 부착하여 시험을 하는 방법들이 있다.
이와 같은 시험방법들은 시험 공시체를 별도로 만들고, 여기에 시험을 위한 장치들을 부착한 후 시험을 실시하는 등의 많은 노력과 시간이 소요되고 시험과정도 곤란하고 번거로운 점이 있다. 이러한 문제점을 보완하기 위해 시험용 공시체를 몰드에서 탈형한 후 공시체를 누워 놓고 압축력을 가해 할렬인장시키는 할열인장 시험법과 공시체를 빔 형상으로 만들어서 하중을 가하는 휨인장 시험법이 간접 인장강도 시험법으로서 자주 활용되고 있다. 이와 같은 시험법들은 가해진 압축하중과 인장강도와의 경험식등을 이용하여 간접적으로 공시체의 인장강도를 추정하는 것이다. 하지만, 이와같은 방법들을 통한 인장강도는 실질적인 공시체의 인장강도와는 큰 차이가 있어 시험결과의 직접적인 활용에는 여러 가지 문제점이 있었다.
한편 인장강도를 측정하는 종래의 장치로서, 특허 제1074976호의 "압축 및 인장 강도 측정장치"가 등록특허공보에 개시되어 있다(특허문헌 1 참조).
상기 특허 제1074976호의 "압축 및 인장 강도 측정장치(100)"는 도 1에 도시한 바와 같이 로딩 포인트가 가공되는 상부 프레임과(30); 상기 상부 프레임(30)의 로딩 포인트에 장착되는 액추에이터(20)와; 상기 액추에이터(20)의 하단에 한 쪽 끝부분이 장착되고, 다른 쪽 끝부분은 상기 상부 프레임(30)을 관통하는 로드셀(60)과; 상기 로드 셀(60)의 하단에 장착되는 제1 시편 홀더(70)와; 상기 제1 시편 홀더(70)와 대향되는 방향에 위치하는 제2 시편 홀더(71)와; 상기 제2 시편 홀더(71)가 장착되는 나사 방식으로 결합되어 높이 조절이 가능한 받침대(90)를 적어도 하나 이상 구비하는 하부 프레임(40)과; 상기 하부 프레임(40)과 상부 프레임(30)에 관통되어 고정되는 지지 바(50); 및 상기 지지 바(50)의 중간 부분에 관통되어 다수 적층되는 스페이스 블록(80)을 포함하되, 상기 지지 바(50)의 하단부는 상기 하부 프레임(40)에 고정되고 상기 지지 바(50)의 상단부는 상기 스페이스 블록(80) 적층 후에 상기 상부 프레임(30)과 나사결합하는 것을 특징으로 하고, 상기 스페이스 블록(80)은 상기 지지 바(50)에 관통될 수 있도록 반원통 형상의 블록이 체결구에 의해 결합되는 원통형상의 몸체부; 및 상기 몸체부의 양단으로부터 돌출 형성되는 제1, 2 결합돌부를 포함하는 구성으로 이루어져 있다.
그러나 이러한 압축 및 인장 강도 측정장치(100)는 용이하게 잡아당길 수 있도록 제작된 시편만을 한정적으로 인장 강도를 측정할 수 있다는 문제점이 있었다.
특허문헌 1 : 특허 제1074976호의 공개공보
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 인장강도 시험에서 야기 되는 여러 가지 문제점들을 해결하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 종래 직접 인장강도 시험의 문제점인 공시체 제조 및 시험과정의 어려움과 번거로움을 해소할 수 있는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법 및 이를 이용한 인장강도 시험장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 종래의 간접 인장강도 시험의 문제점인 시험결과의 직접활용의 부정확성을 해소할 수 있는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법 및 이를 이용한 인장강도 시험장치을 제공하는 데 있다.
달리 말해서, 본 발명의 목적은 종래의 직접 및 간접 인장강도 시험으로 인한 단점은 없애면서 장점은 취하여 지반이나 시설물들을 구성하고 있는 재료의 인장강도를 보다 편리하고 정확하게 측정할 수 있는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법 및 이를 이용한 인장강도 시험장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험장치는 중앙부에 원통형의 중공홀(H)이 형성된 재료 공시체(S)와; 상기 중공홀(H)에 삽입되는 분리 가능한 원통체(1)와; 상기 원통체(1) 내 양쪽 중앙부에 형성한 구형홈(1a)에 유압 또는 공기압 발생장치(2)에 의해 작동되는 외부 하중 전달용 피스톤로드(3)의 단부를 위치시켜 공시체의 인장강도를 측정하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험장치는 재료 공시체(S)의 중앙부에 원통형의 중공홀(H)을 형성하고 중공홀(H)에 외부하중 작용장치를 설치하며, 상기 외부하중 작용장치는 유압이나 공기압에 의해서 팽창할 수 있는 유연성 재료로 이루어진 튜브(1'), 상기 튜브(1')에 유압이나 공기압을 발생시키는 유압 또는 공기압 발생 펌프(2'), 유압 또는 공기압을 튜브(1')에 주입하는 호스(3')로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법은 중앙부에 원통형의 중공홀(H)을 갖는 재료 공시체를 준비하는 재료 공시체 준비단계(S1단계)와; 상기 중공홀(H)에 외부하중 작용장치를 설치하는 외부하중 작용장치 설치단계(S2단계) 및 상기 외부하중 작용장치를 작동시켜 상기 재료 공시체의 인장강도를 측정하는 인장강도 측정단계(S3단계)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래 직접 인장강도 시험의 문제점인 공시체 제조 및 시험과정의 어려움과 번거로움을 해소할 수 있고, 종래의 간접 인장강도 시험의 문제점인 시험결과의 직접활용의 부정확성을 해소할 수 있는 각별한 장점이 있다.
도 1은 종래 압축 및 인장 강도 측정장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 직접 인장강도 측정 시험장치를 보여주는 도면,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 직접 인장강도 측정 시험장치의 사용상태 단면도,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 직접 인장강도 측정 시험장치의 사용상태 평면도,
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 직접 인장강도 측정 시험장치를 보여주는 도면,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 직접 인장강도 측정 시험장치의 사용상태 단면도,
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 직접 인장강도 측정 시험장치의 사용상태 평면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법 및 이를 이용한 인장강도 시험장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 직접 인장강도 측정 시험장치를 보여주는 도면, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 직접 인장강도 측정 시험장치의 사용상태 단면도, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 직접 인장강도 측정 시험장치의 사용상태 평면도, 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 직접 인장강도 측정 시험장치를 보여주는 도면, 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 직접 인장강도 측정 시험장치의 사용상태 단면도, 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 직접 인장강도 측정 시험장치의 사용상태 평면도로서, 제 1실시예에 따른 본 발명 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험장치는 중앙부에 원통형의 중공홀(H)이 형성된 재료 공시체(S)와; 상기 중공홀(H)에 삽입되는 분리 가능한 원통체(1)와; 상기 원통체(1) 내 양쪽 중앙부에 형성한 구형홈(1a)에 유압 또는 공기압 발생장치(2)에 의해 작동되는 외부 하중 전달용 피스톤로드(3)의 단부를 위치시켜 공시체의 인장강도를 측정하도록 구성되어 있다.
상기 원통체(1) 내 양쪽 중앙부에 작용하는 외부 하중은 유압이나 공기압을 이용하며 유압이나 공기압에 의해서 발생하는 하중은 유압 또는 공기압 발생장치(2), 유압 또는 공기압 전달수단(2a), 유압 또는 공기압 실린더(3a), 피스톤로드(3)로 구성되어 있다.
상기 원통체(1) 내 중앙부 양쪽에는 구형홈(1a)의 위 및 아래로 유도형 홈이 형성되어 있어도 되고, 상기 피스톤로드(3)는 유압 또는 공기압에 의해서 양방향으로 추진될 수 있고 양끝이 구형으로 형성되어도 된다.
또한, 상기 피스톤로드(3)는 원통체(1) 내부 중앙부에 형성된 구형홈(1a)에 위치시켜 하중전달시 구형의 형상이 하중전달과정에 편심을 유발하지 않도록 힌지역할을 할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 피스톤로드(3)는 원통체(1)의 내부 구형홈(1a)에 일체형으로 형성하거나 또는 원통체(1)의 내부에 형성된 유도형홈을 따라 위치시킬 수 있도록 구성되어 있다.
상기 원통체(1)의 외부에는 하중 작용시 재료 공시체(S) 표면과의 접촉을 균등하게 하기 위하여 유연성 고무(1b)가 부착되어 있다.
또한, 제 2실시예에 따른 본 발명 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험장치는 재료 공시체(S)의 중앙부에 원통형의 중공홀(H)을 형성하고 중공홀(H)에 외부하중 작용장치를 설치하며, 상기 외부하중 작용장치는 유압이나 공기압에 의해서 팽창할 수 있는 유연성 재료로 이루어진 튜브(1'), 상기 튜브(1')에 유압이나 공기압을 주입하는 유압 또는 공기압 발생 펌프(2'), 유압 또는 공기압을 튜브에 주입하는 호스(3')로 구성되어 있으며, 이때 유압 또는 공기압 발생펌프(2')에는 튜브(1')로 주입된 유압 또는 공기압의 크기를 측정할 수 있는 측정장치가 구비되어 튜브에 주입된 유압 또는 공기압의 크기를 알 수 있도록 구성되어 있다.
그리고, 여기서 중공홀(H)에 작용하는 외부하중은 유압이나 공기압에 의해서 팽창할 수 있는 유연성 재료로 이루어진 튜브(1')를 중공홀(H)에 삽입하고 유압 또는 공기압 발생펌프(2')에서 발생한 유압이나 공기압을 주입하는 호스(3')를 통해 튜브(1') 내로 주입하여 작용하는 하중이다.
한편, 제 1실시예에 따른 본 발명 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법은 중앙부에 원통형의 중공홀(H)을 갖는 재료 공시체를 준비하는 재료 공시체 준비단계(S1단계)와; 상기 중공홀(H)에 외부하중 작용장치를 설치하는 외부하중 작용장치 설치단계(S2단계) 및 상기 외부하중 작용장치를 작동시켜 상기 재료 공시체의 인장강도를 측정하는 인장강도 측정단계(S3단계)로 이루어져 있다.
상기 재료 공시체 준비단계(S1단계)에서 마련되는 재료 공시체는 원통형, 정육면체형, 직육면체형, 구형 등 어느 형상이나 가능하고, 상기 인장강도 측정단계(S3단계)에서 상기 중공홀(H)에 작용하는 외부하중이 중공홀(H)에 분리가능한 원통체(1)을 설치하고 상기 원통체(1)의 내 양쪽 중앙부에 구형홈(1a)을 형성하여 그 구형홈(1a)에 작용한다.
또한, 상기 인장강도 측정단계(S3단계)에서 원통체(1)의 중앙부에 유압이나 공기압으로 작용하는 외부하중을 제공하는 외부하중 작용장치는 유압이나 공기압 발생장치(2), 유압 또는 공기압 전달수단(2a), 유압 또는 공기압 실린더(3a), 피스톤로드(3)로 구성되어 있고, 상기 원통체(1)의 내부 중앙부 양쪽에는 구형홈(1a)의 위 및 아래로 유도형 홈이 형성되어 있다.
상기 피스톤로드(3)는 유압 또는 공기압에 의해서 양방향으로 추진될 수 있고 양끝이 구형으로 형성된 것이고, 상기 피스톤로드(3)는 원통체(1)의 내부 중앙부에 형성된 구형홈(1a)에 위치시켜 하중전달시 구형의 형상이 하중전달과정에 편심을 유발하지 않도록 힌지 역할을 할 수 있도록 구성되어 있다.
또한 상기 피스톤로드(3)는 원통체(1)의 내부 구형홈(1a)에 일체형으로 형성하거나 또는 원통체(1)의 내부에 형성된 유도형 홈을 따라 위치시킬 수 있도록 구성되어 있다.
상기 원통체(1)의 외부에는 하중 작용시 재료 공시체(S) 표면과의 접촉을 균등하게 하기 위하여 유연성 고무가 부착되어 있다.
그리고, 제 2실시예에 따른 본 발명 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법은 중앙부에 원통형의 중공홀(H)을 갖는 재료 공시체를 준비하는 재료 공시체 준비단계(S1단계)와; 상기 중공홀(H)에 외부하중 작용장치를 설치하는 외부하중 작용장치 설치단계(S2단계) 및 상기 외부하중 작용장치를 작동시켜 상기 재료 공시체의 인장강도를 측정하는 인장강도 측정단계(S3단계)로 이루어져 있다.
상기 재료 준비공시체 단계(S1단계)에서 마련되는 재료 공시체는 원통형, 정육면체형, 직육면체형, 구형 등 어느 형상이나 가능하고, 상기 인장강도 측정단계(S3단계)에서 상기 중공홀(H)에 작용하는 외부하중이 중공홀(H)에 튜브(1')를 설치하고 상기 튜브(1') 내에 작용한다.
또한, 상기 인장강도 측정단계(S3단계)에서 튜브(1') 내에 유압이나 공기압으로 작용하는 외부하중을 제공하는 외부하중 작용장치는 유압이나 공기압에 의해서 팽창할 수 있는 유연성 재료로 이루어진 튜브(1'), 상기 튜브(1')에 유압이나 공기압을 발생시키는 유압 또는 공기압 발생 펌프(2'), 유압 또는 공기압을 튜브(1')에 주입하는 호스(3')로 구성되어 있다.
실시예 1
본 발명의 제 1 실시예에 따른 직접 인장강도 측정 시험장치를 사용하여 재료 공시체(S)의 인장강도를 측정하였다.
먼저 도 2, 도 3에 도시한 바와 같이 중공홀(H)을 갖는 재료 공시체(S)를 준비하고, 외부하중 작용장치의 유압 또는 공기압 실린더(3a)와 피스톤로드(3)가 장착된 원통체(1)를 상기 중공홀(H)에 삽입하였다.
그 다음 외부하중 작용장치를 작동시켜 재료 공시체(S)의 인장강도를 측정하였다. 즉, 외부하중 작용장치가 동작하면, 유압 또는 공기압 발생장치(2)에서 발생한 유압 또는 공기압이 유압 또는 공기압 전달수단(2a)을 통해 유압 또는 공기압 실린더(3a)에 공급됨으로써 피스톤로드(3)가 유압 또는 공기압 실린더(3a)에서 도 4에 화살표로 나타낸 양방향으로 인출되면서 분리가능한 원통체(1)를 외부방향으로 밀게 된다.
이어서 유압 및 공기압을 점점 증가시키면서 재료 공시체(S)가 원통체(1)로부터 전달되는 힘을 더 이상 저항하지 못하고 파괴될 때 원통체(1) 내 중앙부에 전달된 작용힘을 실린더(3a)에 공급된 유압 및 공기압으로부터 계산하고 이 작용힘과 원통체(1)와 재료 공시체(S)의 접촉면적을 고려하여 재료 공시체(S)의 직접 인장강도를 산정하게 된다[공시체 직접 인장강도 = (작용하중 / 중공홀을 제외한 힘의 방향에 수직한 공시체 중앙부 수직 단면적)].
실시예 2
본 발명의 제 2 실시예에 따른 직접 인장강도 측정 시험장치를 사용하여 재료 공시체(S)의 인장강도를 측정하였다.
먼저 도 5, 도 6에 도시한 바와 같이 중공홀(H)을 갖는 재료 공시체(S)를 준비하고, 외부하중 작용장치의 유압 또는 공기압 발생펌프(2'), 유압 또는 공기압을 튜브에 주입하는 호스(3')를 구비하는 유압이나 공기압에 의해서 팽창할 수 있는 유연성 재료로 이루어진 튜브(1')를 상기 중공홀(H)에 삽입하였다.
이때 유압 또는 공기압 발생펌프(2')에는 튜브(1')로 주입된 유압 또는 공기압의 크기를 측정할 수 있는 측정장치가 구비되어 튜브(1')에 주입된 유압 또는 공기압의 크기를 알 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.
그 다음 외부하중 작용장치를 작동시켜 재료 공시체(S)의 인장강도를 측정하였다. 즉, 외부하중 작용장치가 동작하면, 유압 또는 공기압 발생펌프(2')에서 발생한 유압이나 공기압이 호스(3')를 통해 튜브(1') 내로 주입되어 튜브(1')가 팽창하면서 재료 공시체(S)를 도 7의 화살표 방향으로 나타낸 외부 방사방향으로 밀게 된다.
이어서 유압 및 공기압을 점점 증가시키면서 재료 공시체(S)가 튜브(1')의 팽창압을 더 이상 저항하지 못하고 파괴될 때 재료 공시체(S)의 임의점에 발생한 인장응력은 다음의 수학식 1과 같이 공동팽창이론에 의해 계산된다.
Figure 112015052103203-pat00001
여기서,
Figure 112015052103203-pat00002
: 공시체에 발생한 인장응력
a: 중공홀의 반지름
p: 튜브내에 발생한 유압 또는 공기압
b: 중공홀의 중심에서 공시체 최외곽까지의 거리
r: 중공홀의 중심에의 공시체 임의점까지의 거리를 각각 나타낸다.
상기식에서 r이 a와 같을 때, 상기식은 다음의 수학식 2와 같이 더욱 단순화 된다.
Figure 112015052103203-pat00003
이때 산정된 인장응력을 측정하고자 하는 재료 공시체(S)의 인장강도로 이용한다. 만약, 재료 공시체(S)의 중공홀(H)의 중심이 재료 공시체(S)의 정중앙에서 편심(e)되어 위치한다면 이때의 인장강도는 다음의 수학식 3과 같이 산정된다.
Figure 112015052103203-pat00004
상기한 실시예 1, 2로부터 본 발명 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법 및 이를 이용한 인장강도 시험장치를 사용함으로써 다양한 재료의 인장강도를 보다 편리하고 정확하게 측정할 수 있음을 확인할 수 있었다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한 정되지 않고 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.
1 : 원통체 1' : 튜브
1a : 구형홈 1b : 유연성 고무
2 : 유압 또는 공기압 발생장치 2' : 유압 또는 공기압 발생 펌프
2a : 유압 또는 공기압 전달수단 3 : 피스톤로드
3' : 호스 3a : 유압 또는 공기압 실린더
S : 재료 공시체 H : 중공홀

Claims (22)

  1. 중앙부에 원통형의 중공홀(H)을 갖는 재료 공시체를 준비하는 재료 공시체 준비단계(S1단계)와; 상기 중공홀(H)에 외부하중 작용장치를 설치하는 외부하중 작용장치 설치단계(S2단계) 및 상기 외부하중 작용장치를 작동시켜 상기 재료 공시체의 인장강도를 측정하는 인장강도 측정단계(S3단계)로 이루어지며,
    공시체 직접 인장강도는 작용하중에 중공홀을 제외한 힘의 방향에 수직한 공시체 중앙부 수직 단면적을 나눈 값을 통해 산정되는 것을 특징으로 하는
    중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 재료 공시체 준비단계(S1단계)에서 마련되는 재료 공시체는 원통형, 정육면체형, 직육면체, 구형인 것을 특징으로 하는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 인장강도 측정단계(S3단계)에서 상기 중공홀(H)에 작용하는 외부하중이 중공홀(H)에 분리가능한 원통체(1)을 설치하고 상기 원통체(1)의 내 양쪽 중앙부에 구형홈(1a)을 형성하여 그 구형홈(1a)에 작용하는 것을 특징으로 하는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 인장강도 측정단계(S3단계)에서 원통체(1)의 중앙부에 유압이나 공기압으로 작용하는 외부하중을 제공하는 외부하중 작용장치는 유압 또는 공기압 발생장치(2), 유압 또는 공기압 전달수단(2a), 유압 또는 공기압 실린더(3a) 및, 피스톤로드(3)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 원통체(1)의 내부 중앙부 양쪽에는 구형홈(1a)의 위 및 아래로 유도형 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 피스톤로드(3)는 유압 또는 공기압에 의해서 양방향으로 추진될 수 있고 양끝이 구형으로 형성된 것을 특징으로 하는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 피스톤로드(3)는 원통체(1)의 내부 중앙부에 형성된 구형홈(1a)에 위치시켜 하중전달시 구형의 형상이 하중전달 과정에 편심을 유발하지 않도록 힌지 역할을 할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 피스톤로드(3)는 원통체(1)의 내부 구형홈(1a)에 일체형으로 형성하거나 또는 원통체(1)의 내부에 형성된 유도형 홈을 따라 위치시킬 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 원통체(1)의 외부에는 하중 작용시 재료 공시체(S) 표면과의 접촉을 균등하게 하기 위하여 유연성 고무(1b)가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법.
  10. 중앙부에 원통형의 중공홀(H)을 갖는 재료 공시체를 준비하는 재료 공시체 준비단계(S1단계)와; 상기 중공홀(H)에 외부하중 작용장치를 설치하는 외부하중 작용장치 설치단계(S2단계) 및 상기 외부하중 작용장치를 작동시켜 상기 재료 공시체의 인장강도를 측정하는 인장강도 측정단계(S3단계)로 이루어지며,
    상기 중공홀(H)에 설치되는 외부하중 작용장치는 유압이나 공기압에 의해서 팽창할 수 있는 유연성 재료로 이루어진 튜브(1'), 상기 튜브(1')에 유압이나 공기압을 발생시키는 유압 또는 공기압 발생 펌프(2'), 유압 또는 공기압을 튜브(1')에 주입하는 호스(3')로 구성되며,
    재료 공시체에서 발생한 인장응력은 공동팽창이론에 의한 수학식 3을 통해 계산되는 것을 특징으로 하는
    중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법.

    [수학식 3]
    Figure 112017035945031-pat00012

    Figure 112017035945031-pat00013
    : 공시체에 발생한 인장응력
    a: 중공홀의 반지름
    p: 튜브내에 발생한 유압 또는 공기압
    b: 중공홀의 중심에서 공시체 최외곽까지의 거리
    r: 중공홀의 중심에의 공시체 임의점까지의 거리
  11. 제 10항에 있어서, 상기 유압 또는 공기압 발생펌프(2')에는 튜브(1')로 주입된 유압 또는 공기압의 크기를 측정할 수 있는 측정장치가 구비되어 튜브(1')에 주입된 유압 또는 공기압의 크기를 알 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 중공홀(H)에 작용하는 외부하중은 유압이나 공기압에 의해서 팽창할 수 있는 유연성 재료로 이루어진 튜브(1')를 중공홀(H)에 삽입하고 유압 또는 공기압 발생펌프(2')에서 발생한 유압이나 공기압을 주입하는 호스(3')를 통해 튜브(1') 내로 주입하여 작용하는 하중인 것을 특징으로 하는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험방법.
  13. 중앙부에 원통형의 중공홀(H)이 형성된 재료 공시체(S)와; 상기 중공홀(H)에 삽입되는 분리 가능한 원통체(1)와; 상기 원통체(1) 내 양쪽 중앙부에 형성한 구형홈(1a)에 유압 또는 공기압 발생장치(2)에 의해 작동되는 외부 하중 전달용 피스톤로드(3)의 단부를 위치시켜 공시체의 인장강도를 측정하도록 구성되며,
    공시체 직접 인장강도는 작용하중에 중공홀을 제외한 힘의 방향에 수직한 공시체 중앙부 수직 단면적을 나눈 값을 통해 산정되는 것을 특징으로 하는
    중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 원통체(1) 내 양쪽 중앙부에 작용하는 외부 하중은 유압이나 공기압을 이용하며 유압이나 공기압을 제공하는 외부하중 작용장치는 유압 또는 공기압 발생장치(2), 유압 또는 공기압 전달수단(2a), 유압 또는 공기압 실린더(3a), 피스톤로드(3)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 원통체(1) 내 중앙부 양쪽에는 구형홈(1a)의 위 및 아래로 유도형 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험장치.
  16. 제 14항에 있어서, 상기 피스톤로드(3)는 유압 또는 공기압에 의해서 양방향으로 추진될 수 있고 양끝이 구형으로 형성된 것을 특징으로 하는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험장치.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 피스톤로드(3)는 원통체(1) 내부 중앙부에 형성된 구형홈(1a)에 위치시켜 하중 전달시 구형의 형상이 하중 전달과정에 편심을 유발하지 않도록 힌지역할을 할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험장치.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 피스톤로드(3)는 원통체(1)의 내부 구형홈(1a)에 일체형으로 형성하거나 또는 원통체(1)의 내부에 형성된 유도형 홈을 따라 위치시킬 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험장치.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 원통체(1)의 외부에는 하중 작용시 재료 공시체(S) 표면과의 접촉을 균등하게 하기 위하여 유연성 고무가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험장치.
  20. 재료 공시체(S)의 중앙부에 원통형의 중공홀(H)을 형성하고 중공홀(H)에 외부하중 작용장치를 설치하며, 상기 외부하중 작용장치는 유압이나 공기압에 의해서 팽창할 수 있는 유연성 재료로 이루어진 튜브(1'), 상기 튜브(1')에 유압이나 공기압을 발생시키는 유압 또는 공기압 발생 펌프(2'), 유압 또는 공기압을 튜브(1')에 주입하는 호스(3')로 구성되며,
    재료 공시체에서 발생한 인장응력은 공동팽창이론에 의한 수학식 3을 통해 계산되는 것을 특징으로 하는
    중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험장치.

    [수학식 3]
    Figure 112017035945031-pat00014

    Figure 112017035945031-pat00015
    : 공시체에 발생한 인장응력
    a: 중공홀의 반지름
    p: 튜브내에 발생한 유압 또는 공기압
    b: 중공홀의 중심에서 공시체 최외곽까지의 거리
    r: 중공홀의 중심에의 공시체 임의점까지의 거리
  21. 제 20항에 있어서, 상기 유압 또는 공기압 발생펌프(2')에 튜브(1')로 주입된 유압 또는 공기압의 크기를 측정할 수 있는 측정장치가 구비되어 튜브에 주입된 유압 또는 공기압의 크기를 알 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험장치.
  22. 제 20항에 있어서, 상기 중공홀(H)에 작용하는 외부하중은 유압이나 공기압에 의해서 팽창할 수 있는 유연성 재료로 이루어진 튜브(1')를 중공홀(H)에 삽입하고 유압 또는 공기압 발생펌프(2')에서 발생한 유압이나 공기압을 주입하는 호스(3')를 통해 튜브(1') 내로 주입하여 작용하는 하중인 것을 특징으로 하는 중공홀을 이용한 직접 인장강도 측정 시험장치.
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