KR101866275B1 - 전자 유압 제어를 이용한 2축 역학 시험 시스템 - Google Patents

전자 유압 제어를 이용한 2축 역학 시험 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101866275B1
KR101866275B1 KR1020160157708A KR20160157708A KR101866275B1 KR 101866275 B1 KR101866275 B1 KR 101866275B1 KR 1020160157708 A KR1020160157708 A KR 1020160157708A KR 20160157708 A KR20160157708 A KR 20160157708A KR 101866275 B1 KR101866275 B1 KR 101866275B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
horizontal
test
biaxial
actuator
vertical
Prior art date
Application number
KR1020160157708A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180058567A (ko
Inventor
박진영
김태상
이종석
김호룡
김상명
권호
Original Assignee
(재)한국건설생활환경시험연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (재)한국건설생활환경시험연구원 filed Critical (재)한국건설생활환경시험연구원
Priority to KR1020160157708A priority Critical patent/KR101866275B1/ko
Publication of KR20180058567A publication Critical patent/KR20180058567A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101866275B1 publication Critical patent/KR101866275B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/10—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/04—Special measures taken in connection with the properties of the fluid
    • F15B21/042—Controlling the temperature of the fluid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G01N3/04—Chucks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0016—Tensile or compressive
    • G01N2203/0017—Tensile
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0016—Tensile or compressive
    • G01N2203/0019—Compressive
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/003—Generation of the force
    • G01N2203/0042—Pneumatic or hydraulic means
    • G01N2203/0048—Hydraulic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/022—Environment of the test
    • G01N2203/0222—Temperature

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

개시된 2축 역학 시험 시스템은, 2축 역학 시험 장치, 상기 2축 역학 시험 장치의 작동을 제어하며, 상기 2축 역학 시험 장치로부터 측정된 결과에 대한 신호를 수신하는 제어부 및 상기 2축 역학 시험 장치의 시험 온도를 제어하는 온도 조절부를 포함한다. 상기 2축 역학 시험 장치는, 시험 대상체에 수직 하중을 제공하는 수직 액츄에이터, 상기 시험 대상체에 수평 하중 또는 마찰력을 제공하며, 제공되는 유압에 의해 수평 방향으로 이동이 가능한 수평 변위 로드를 포함하는 수평 액츄에이터, 상기 수평 액츄에이터에 유압을 제공하는 전자 유압 액츄에이터, 상기 시험 대상체를 둘러싸는 시험 챔버, 상기 수직 액츄에이터에 의해 수직 방향으로 이동이 가능한 수직 변위 플레이트, 상기 수직 변위 플레이트 위에 배치되며, 수평 방향으로 이동이 가능한 수평 지그, 상기 수직 변위 플레이트를 관통하여, 상기 수직 변위 플레이트의 이동을 가이드하는 지지 프레임 및 상기 지지 프레임에 상기 수평 액츄에이터를 결합하기 위한 지지 프레임 결합 부재를 포함한다.

Description

전자 유압 제어를 이용한 2축 역학 시험 시스템{BIAXIAL MECHANICS TESTING SYSTEM USING ELECTRO-HYDRAULIC CONTROL}
본 발명은 역학 시험 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 2축 역학 시험 시스템에 관한 것이다.
2축 하중 시험 장치는 탄성 변형 가능한 시험 대상체의 2축 방향의 하중에 의한 변형 상태의 물리적 특성 또는 마찰 특성 등을 파악하기 위한 시험 장치이다. 시험 대상체로는, 금속 구조물 뿐만 아니라, 고무 탄성 받침, 마찰재 등 다양한 물건이 될 수 있다.
상기 2축 하중 시험 장치는, 시험 대상체에 수직 하중을 가하는 수직 액츄에이터 및 수평 하중을 가하는 수평 액츄에이터를 포함한다. 상기 시험 대상체에 따라 큰 압력이 필요할 수 있기 때문에, 상기 2축 하중 시험 장치를 작동하기 위해서는, 유압실을 이용하는 별도의 유압 시스템이 필요한 것이 일반적이다.
그러나, 상기 유압실을 이용한 유압 시스템은, 고가의 서보 밸브를 필요로 하며, 유압의 온도를 제어하기 위한 냉각 시스템 및 유압 라인 등을 필요로 한다. 또한, 종래의 2축 하중 시험 장치는 온도 등 외부 조건을 조절하기에 용이하지 않다.
대한민국공개특허공보 제1999-0078630호 대한민국등록특허공보 제10-0917265호
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유압 제어가 간편하며, 시험 조건의 조절이 용이한 2축 역학 시험 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 2축 역학 시험 시스템은, 2축 역학 시험 장치, 상기 2축 역학 시험 장치의 작동을 제어하며, 상기 2축 역학 시험 장치로부터 측정된 결과에 대한 신호를 수신하는 제어부 및 상기 2축 역학 시험 장치의 시험 온도를 제어하는 온도 조절부를 포함한다. 상기 2축 역학 시험 장치는, 시험 대상체에 수직 하중을 제공하는 수직 액츄에이터, 상기 시험 대상체에 수평 하중 또는 마찰력을 제공하며, 제공되는 유압에 의해 수평 방향으로 이동이 가능한 수평 변위 로드를 포함하는 수평 액츄에이터, 상기 수평 액츄에이터에 유압을 제공하는 전자 유압 액츄에이터, 상기 시험 대상체를 둘러싸는 시험 챔버, 상기 수직 액츄에이터에 의해 수직 방향으로 이동이 가능한 수직 변위 플레이트, 상기 수직 변위 플레이트 위에 배치되며, 수평 방향으로 이동이 가능한 수평 지그, 상기 수직 변위 플레이트를 관통하여, 상기 수직 변위 플레이트의 이동을 가이드하는 지지 프레임 및 상기 지지 프레임에 상기 수평 액츄에이터를 결합하기 위한 지지 프레임 결합 부재를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 2축 역학 시험 장치는, 상기 지지 프레임의 하단과 결합하는 하부 지지부, 상기 지지 프레임의 상단과 결합하는 상부 지지부, 상기 하부 지지부 및 상기 수직 변위 플레이트에 결합되어, 상기 하부 지지부와 상기 수직 변위 플레이트 사이의 거리 변화를 측정하기 위한 수직 선형 변위 변환기 및 상기 수평 액츄에이터의 일단에 결합되어, 상기 수평 변위 로드의 수평 변위를 측정하기 위한 수평 선형 변위 변환기를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 2축 역학 시험 장치는, 상기 상부 지지부에 고정되는 상부 시편 지지부 및 상기 수평 지그 위에 배치되는 하부 시편 지지부를 더 포함하며, 상기 시험 챔버는, 박스 형상을 가지며, 측면에 형성되어, 상기 온도 조절부로부터, 온도 조절을 위한 기체를 공급받는 제1 관통부, 상면에 형성되어 상기 상부 시편 지지부가 삽입되는 제2 관통부, 및 하면에 형성되어 상기 하부 시편 지지부가 삽입되는 제3 관통부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 지지 프레임 결합 부재는, 상기 지지 프레임이 삽입되는 제1 삽입구 및 상기 수평 변위 로드가 삽입되는 제2 삽입구를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 2축 역학 시험 시스템은, 상기 시험 대상체와 접촉하며, 상기 수평 액츄에이터에 의한 수평 하중에 의해 수평 변위가 발생함으로써, 상기 시험 대상체에 마찰력을 제공하는 마찰부를 더 포함한다. 상기 마찰부는, 상기 시험 대상체와 접촉하는 마찰 부재 및 상기 마찰 부재와 접촉하며, 냉각 유체가 제공되는 유체 통로, 상기 냉각 유체가 인입되는 유입구 및 상기 냉각 유체가 유출되는 유출구를 포함하는 냉각 블록을 포함한다.
본 발명에 따르면, 2축 역학 시험에서 수평 액츄에이터에, 전자 유압 액츄에이터를 이용하여 유압을 제공함으로써, 시험 장치의 구성을 간편하게 할 수 있으며, 시험 대상체의 2축 역학 시험에서 온도 등과 같은 주변 조건을 다양하게 조절할 수 있으며, 특히 다양한 조건에서의 마찰 시험이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2축 역학 시험 시스템을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2축 역학 시험 시스템의 2축 역학 시험 장치를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 2축 역학 시험 시스템의 2축 역학 시험 장치를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 2축 역학 시험 시스템의 2축 역학 시험 장치를 부분적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 2축 역학 시험 시스템에서 지지 프레임 결합 부재를 도시한 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 2축 역학 시험 시스템에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2축 역학 시험 시스템을 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2축 역학 시험 시스템의 2축 역학 시험 장치를 도시한 측면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 2축 역학 시험 시스템의 2축 역학 시험 장치를 도시한 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 2축 역학 시험 시스템의 2축 역학 시험 장치를 부분적으로 도시한 단면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 2축 역학 시험 시스템에서 지지 프레임 결합 부재를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 2축 역학 시험 시스템은, 2축 역학 시험 장치(100), 상기 2축 역학 시험 장치(100)의 작동을 제어하며, 상기 2축 역학 시험 장치(100)로부터 측정된 결과에 대한 신호를 수신하는 제어부(200) 및 상기 2축 역학 시험 장치(100)의 시험 온도를 제어하는 온도 조절부(300)를 포함한다.
상기 제어부(200)는, 상기 2축 역학 시험 장치(100)의 작동을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(200)는 상기 2축 역학 시험 장치(100)의 수평 엑츄에이터에 서보(servo) 모터 작동 신호를 보내고, 수평 엑츄에이터에서 측정된 하중(수평 하중) 신호 및 변위 신호를 수신할 수 있다. 또한, 상기 제어부(200)는 상기 2축 역학 시험 장치(100)의 수직 엑츄에이터에 서보 밸브 아날로그 신호를 보내고, 수직 엑츄에이터에서 측정된 하중(수직 하중) 신호 및 변위 신호를 수신할 수 있다. 또한, 상기 제어부(200)는, 상기 온도 조절부(300)에 온도 조절 신호를 보내고, 상기 2축 역학 시험 장치(100)에서 측정된 온도 신호를 수신할 수 있다.
상기 온도 조절부(300)는, 시험 대상체에 기설정된 온도의 기체, 예를 들면, 가열된 공기 또는 냉각된 공기를 제공함으로써, 상기 시험 대상체의 온도 조건을 조절할 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 2축 역학 시험 장치(100)는, 수직 액츄에이터(10) 및 수평 액츄에이터(20)를 포함한다. 상기 수직 액츄에이터(10)는 시험 대상체(30)에 수직 하중을 제공할 수 있으며, 상기 수평 액츄에이터(20)는, 상기 시험 대상체(30)에 수평 하중 또는 마찰력을 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 수직 액츄에이터(10)는 수직 변위 플레이트(12)에 수직 하중을 인가한다. 상기 수직 변위 플레이트(12) 위에는, 하부 시편 지지부(14)가 배치되며, 상기 하부 시편 지지부(14) 위에는 시험 대상체(30)가 배치될 수 있다. 상기 수직 변위 플레이트(12)는 상기 수직 액츄에이터(10)에 의해 인가되는 하중에 의해 수직 방향으로 이동이 가능하며, 이에 따라, 상기 시험 대상체(30)에 수직 하중(연직 하중)이 전달될 수 있다. 상기 하부 시편 지지부(14)와 상기 수직 변위 플레이트(12) 사이에는 수평 지그(13)가 배치될 수 있다. 상기 수평 지그(13)는 필요에 따라 수평 방향으로 이동 가능하도록 상기 수직 변위 플레이트(12) 상에 결합된 레일을 포함할 수 있다.
상기 수직 변위 플레이트(12)는, 지지 프레임(40)을 따라 수직 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 상기 지지 프레임(40)은 수직 방향으로 연장되는 로드 형상을 가질 수 있으며, 복수개가 배치되어 상기 수직 변위 플레이트(12)를 관통할 수 있다. 예를 들어, 상기 지지 프레임(40)은, 상기 수직 변위 플레이트(12)의 네 모서리를 관통하도록 배치될 수 있다.
상기 지지 프레임(40)의 하단부는 하부 지지부(42)에 결합된다. 상기 하부 지지부(42)는 바닥에 고정된다. 상기 지지 프레임(40)의 상단부는 상부 지지부(44)에 결합된다. 상기 상부 지지부(44)는, 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 상부 지지부(44)와 상기 시험 대상체(30) 사이에는 상부 시편 지지부(16)가 배치된다. 상기 상부 시편 지지부(16)는 상기 상부 지지부(44)에 그 위치가 고정된다.
상기 시험 대상체(30)는, 시험 챔버(60) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 시험 챔버(60)는 상기 시험 대상체(30)를 둘러싸는 박스 형상을 가질 수 있다. 상기 시험 챔버(60)에는, 상기 온도 조절부(300)로부터 온도 조절을 위한 기체가 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 상부 시편 지지부(16) 및 상기 하부 시편 지지부(14)는, 상기 시험 대상체(30)를 지지하거나, 이와 접촉하도록, 각각 상기 시험 챔버(60)를 관통할 수 있다.
상기 수평 액츄에이터(20)가 안정적으로 고정되도록, 상기 2축 역학 시험 장치(100)는, 상부 고정부(48)를 더 포함할 수 있다. 상기 상부 고정부(48)는, 상기 상부 지지부(44)에 결합될 수 있으며, 상기 상부 지지부(44)로부터 상기 수평 액츄에이터(20)의 상부로 연장될 수 있다. 예를 들어, 체인 블록(49) 등과 같은 고정 부재에 의해, 상기 수평 액츄에이터(20)는 상기 상부 지지부(44)에 결합됨으로써, 자체 하중에 의해 기울어지거나 위치가 이동하는 것을 방지할 수 있다.
상기 수평 액츄에이터(20)는 전자 유압 액츄에이터(EHA, 50)에 의해 작동될 수 있다. 상기 전자 유압 액츄에이터(50)는 상기 수평 액츄에이터(20)에 필요한 유압을 제공함으로써, 상기 수평 액츄에이터(20)로부터 상기 시험 대상체(30)에 가해지는 수평 하중 및 상기 수평 액츄에이터(20)의 변위를 조절할 수 있다.
일 실시에에 따르면, 상기 수평 액츄에이터(20)를 작동하기 위하여, 전자 유압 액츄에이터를 이용함으로써, 별도의 유압실, 고가의 서보 밸브, 유압의 온도를 제어하기 위한 냉각 시스템 및 유압 라인 등을 설치하지 않을 수 있다. 따라서, 역학 시험 장치의 구성, 배치 및 이동을 효율적으로 할 수 있다.
상기 전자 유압 액츄에이터(50)는, 상기 수평 액츄에이터(20)의 유압 포트(21)에 연결되어, 상기 수평 액츄에이터(20)에 유압을 제공할 수 있다.
상기 수평 액츄에이터(20)는, 제공된 유압에 의해 수평 방향으로 이동이 가능한 수평 변위 로드(22), 상기 수평 변위 로드(22)에 연결되어 상기 수평 변위 로드(22)와 함께 이동이 가능한 로드 셀(23), 상기 로드 셀(23)에 연결되는 하중 전달 로드(24)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 수평 변위 로드(22), 상기 로드 셀(23) 및 상기 하중 전달 로드(24)는 상대적 위치가 고정되어 함께 이동한다.
상기 로드 셀(23)은, 상기 수평 액츄에이터(20)에 의해 인가되는 하중을 측정할 수 있는 하중 센서를 포함할 수 있다. 상기 하중 전달 로드(24)는, 상기 시험 대상체(30) 또는 상기 시험 대상체(30)가 안착된 부재와 연결하기 위한 시편 연결부(32)와 힌지 결합을 할 수 있다.
상기 수평 액츄에이터(20)는, 상기 지지 프레임(40)에 결합되어, 위치가 고정된다. 예를 들어, 상기 수평 액츄에이터(20)는, 지지 프레임 결합 부재(46)에 의해 상기 지지 프레임(40)에 결합될 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 지지 프레임 결합 부재(46)는, 상기 지지 프레임(40)이 삽입되는 제1 삽입구(46a) 및 상기 수평 액츄에이터(20)의 수평 변위 로드(22)가 삽입되는 제2 삽입구(46b)를 가질 수 있다. 상기 지지 프레임 결합 부재(46)는 두 개의 지지 프레임(40)이 삽입되도록 두 개의 제1 삽입구(46a)를 가질 수 있다. 따라서, 상기 지지 프레임 결합 부재(46)는, 상기 수평 액츄에이터(20)의 위치를 고정함과 동시에, 수평 변위 로드(22)의 수평 이동을 안전하게 가이드할 수 있다.
상기 2축 역학 시험 장치(100)는, 상기 수직 액츄에이터(10) 및 상기 수평 액츄에이터(20)의 작동에 따른, 수직 변위 및 수평 변위를 측정하기 위한 선형 변위 변환기(LVDT)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 2축 역학 시험 장치(100)는, 수직 선형 변위 변환기(72) 및 수평 선형 변위 변환기(74)를 포함할 수 있다.
상기 수직 선형 변위 변환기(72)는, 상기 수직 변위 플레이트(12) 및 하부 지지부(42)에 결합되어, 상기 수직 변위 플레이트(12)와 상기 하부 지지부(42) 사이의 거리 변화에 대응하는 변위를 측정할 수 있다.
상기 수평 선형 변위 변환기(74)는, 상기 수평 액츄에이터(10)의 로드 단부에 결합되어, 변위 로드의 수평 변위를 측정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 2축 역학 시험 시스템에서 마찰 시험 대상체 및 마찰부를 확대 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 시험 대상체(30)는 마찰 플레이트일 수 있다. 예를 들어, 상기 시험 대상체(30)는, 지진 격리 받침 등에 이용되는 불소수지 플레이트 일 수 있다. 상기 지진 격리 받침의 마찰 플레이트 성능을 시험하기 위하여, 수직 하중이 인가된 상태에서 마찰 성능을 시험할 필요가 있다.
이를 위하여, 상기 시험 대상체(30)에 마찰력을 제공하기 위한 마찰부(80)가 제공될 수 있다.
예를 들어, 상기 마찰부(80)는, 상기 하부 시편 지지부(14) 및 상기 상부 시편 지지부(16) 사이에 제공될 수 있으며, 상기 시험 대상체(30)는 상기 마찰부(80)와 상기 하부 시편 지지부(14) 사이 또는 상기 마찰부(80)와 상기 상부 시편 지지부(16) 사이에 배치될 수 있다.
상기 마찰 플레이트(31)의 수평 위치를 고정하기 위하여, 상기 하부 시편 지지부(14) 또는 상기 상부 시편 지지부(16)에는 상기 마찰 플레이트(31)를 부분적으로 수용하는 홈을 갖는 전단 고정부(17)가 결합될 수 있다.
상기 마찰부(80)는, 상기 시험 대상체(30)와 접촉하는 마찰 부재(82) 및 상기 마찰 부재(82)를 냉각하기 위한 냉각 블록(84)을 포함한다. 예를 들어, 상기 마찰 부재(82)는, 상기 시험 대상체(30)의 마찰 조건을 만족하도록 스틸 플레이트일 수 있다.
상기 냉각 블록(84)은, 냉각 유체가 제공되는 유체 통로(84a)를 포함한다. 또한, 상기 냉각 블록(84)은, 상기 냉각 유체가 인입되는 유입구(84b) 및 상기 냉각 유체가 유출되는 유출구(84c)를 포함한다. 상기 냉각 블록(84)은 금속 등과 같은 열 전도성이 높은 소재로 이루어질 수 있다. 상기 냉각 유체로는 냉각수 등이 사용될 수 있다.
상기 마찰부(80)에는 수직 하중 및 수평 하중이 가해진다. 상기 마찰부(80)는 상기 수평 하중에 의해 수평 방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 마찰 부재(82)를 포함하는 마찰부(80)의 수평 이동을 반복함으로써, 상기 시험 대상체(30)에 마찰력을 제공함으로써, 마찰 성능을 평가하기 위한 조건을 제공할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 2축 역학 시험 시스템에서 시험 챔버를 확대 도시한 분해 사시도이다.
도 7을 참조하면, 시험 챔버(60)는, 박스 형상을 가질 수 있다. 상기 시험 챔버(60)는 내부의 빈 공간을 가지며, 내부에 시험 대상체가 배치될 수 있다.
상기 시험 챔버(60)는, 제1 부분(62) 및 제2 부분(64)으로 분리될 수 있다. 상기 제2 부분(64)은 바닥부이고, 상기 제1 부분(62)은 나머지 부분일 수 있으나, 이는 조립/설치를 용이하게 하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 일체로 형성되거나 더 많은 복수개의 부분으로 분리되는 것도 가능하다.
상기 시험 챔버(60)는 챔버 내부와 외부를 연결하는 관통부를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 시험 챔버(60)는 측면에 형성된 제1 관통부(65a), 상면에 형성된 제2 관통부(65b) 및 하면에 형성된 제3 관통부(65c)를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 관통부(65a)를 통하여, 온도 조절용 기체가 제공될 수 있다. 상기 제2 관통부(65b)에는 상기 상부 시편 지지부(16)가 삽입될 수 잇으며, 상기 제3 관통부(65c)에는 상기 하부 시편 지지부(14)가 삽입될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 상기 시험 챔버(60)는 수평 액츄에이터(20) 또는 이에 연결된 전달 부재가 삽입되기 위한 관통부를 더 포함할 수 있다.
상기 시험 챔버(60)는, 일 측면에 배치된 투명 부재(67)를 포함할 수 있다. 상기 투명 부재(67)는, 시험이 진행되는 동안 상기 시험 챔버(60) 내부를 관찰하기 위한 것일 수 있다. 상기 투명 부재(67)가 형성된 측면부(66)는 개폐가 가능하도록, 나머지 부분에 힌지 결합될 수 있다.
본 발명에 따르면, 2축 역학 시험에서 수평 액츄에이터에, 전자 유압 액츄에이터를 이용하여 유압을 제공함으로써, 시험 장치의 구성을 간편하게 할 수 있다.
또한, 시험 대상체의 2축 역학 시험에서 온도 등과 같은 주변 조건을 다양하게 조절할 수 있으며, 특히 다양한 조건에서의 마찰 시험이 가능하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 다양한 소재 및 구조물의 성능 시험 등에 이용될 수 있다.

Claims (5)

  1. 2축 역학 시험 장치, 상기 2축 역학 시험 장치의 작동을 제어하며, 상기 2축 역학 시험 장치로부터 측정된 결과에 대한 신호를 수신하는 제어부 및 상기 2축 역학 시험 장치의 시험 온도를 제어하는 온도 조절부를 포함하며,
    상기 2축 역학 시험 장치는,
    시험 대상체에 수직 하중을 제공하는 수직 액츄에이터;
    상기 시험 대상체에 수평 하중 또는 마찰력을 제공하며, 제공되는 유압에 의해 수평 방향으로 이동이 가능한 수평 변위 로드를 포함하는 수평 액츄에이터;
    상기 수평 액츄에이터에 유압을 제공하는 전자 유압 액츄에이터;
    상기 시험 대상체를 둘러싸는 시험 챔버;
    상기 수직 액츄에이터에 의해 수직 방향으로 이동이 가능한 수직 변위 플레이트;
    상기 수직 변위 플레이트 위에 배치되며, 수평 방향으로 이동이 가능한 수평 지그;
    상기 수직 변위 플레이트를 관통하여, 상기 수직 변위 플레이트의 이동을 가이드하는 지지 프레임;
    상기 지지 프레임의 하단과 결합하는 하부 지지부;
    상기 지지 프레임의 상단과 결합하는 상부 지지부;
    상기 상부 지지부에 고정되는 상부 시편 지지부;
    상기 수평 지그 위에 배치되는 하부 시편 지지부;
    상기 하부 지지부 및 상기 수직 변위 플레이트에 결합되어, 상기 하부 지지부와 상기 수직 변위 플레이트 사이의 거리 변화를 측정하기 위한 수직 선형 변위 변환기;
    상기 수평 액츄에이터의 일단에 결합되어, 상기 수평 변위 로드의 수평 변위를 측정하기 위한 수평 선형 변위 변환기; 및
    상기 지지 프레임에 상기 수평 액츄에이터를 결합하기 위한 지지 프레임 결합 부재를 포함하고,
    상기 시험 챔버는, 박스 형상을 가지며, 측면에 형성되어, 상기 온도 조절부로부터, 상기 시험 대상체의 온도 조절을 위한 기체를 공급받는 제1 관통부, 상면에 형성되어 상기 상부 시편 지지부가 삽입되는 제2 관통부, 및 하면에 형성되어 상기 하부 시편 지지부가 삽입되는 제3 관통부를 포함하는 것을 특징으로 하는 2축 역학 시험 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 지지 프레임 결합 부재는, 상기 지지 프레임이 삽입되는 제1 삽입구 및 상기 수평 변위 로드가 삽입되는 제2 삽입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 2축 역학 시험 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 시험 대상체와 접촉하며, 상기 수평 액츄에이터에 의한 수평 하중에 의해 수평 변위가 발생함으로써, 상기 시험 대상체에 마찰력을 제공하는 마찰부를 더 포함하고,
    상기 마찰부는,
    상기 시험 대상체와 접촉하는 마찰 부재; 및
    상기 마찰 부재와 접촉하며, 냉각 유체가 제공되는 유체 통로, 상기 냉각 유체가 인입되는 유입구 및 상기 냉각 유체가 유출되는 유출구를 포함하는 냉각 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 2축 역학 시험 시스템.
KR1020160157708A 2016-11-24 2016-11-24 전자 유압 제어를 이용한 2축 역학 시험 시스템 KR101866275B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160157708A KR101866275B1 (ko) 2016-11-24 2016-11-24 전자 유압 제어를 이용한 2축 역학 시험 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160157708A KR101866275B1 (ko) 2016-11-24 2016-11-24 전자 유압 제어를 이용한 2축 역학 시험 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180058567A KR20180058567A (ko) 2018-06-01
KR101866275B1 true KR101866275B1 (ko) 2018-06-11

Family

ID=62600941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160157708A KR101866275B1 (ko) 2016-11-24 2016-11-24 전자 유압 제어를 이용한 2축 역학 시험 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101866275B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200077696A (ko) * 2018-12-20 2020-07-01 재단법인 한국기계전기전자시험연구원 하중반복 시험지그

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109030144A (zh) * 2018-07-18 2018-12-18 中国长江三峡集团有限公司 一种松散体水下板结规律模拟试验装置及方法
CN109507013A (zh) * 2018-12-04 2019-03-22 济南三越测试仪器有限公司 微机控制电液伺服协调加载试验系统
CN110174231B (zh) * 2019-05-09 2020-10-13 太原理工大学 一种模拟构件受高温和冲击耦合灾害的试验装置、系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1073521A (ja) * 1996-08-30 1998-03-17 Tokyo Koki Seizosho:Kk 二軸負荷試験機
JPH11194079A (ja) * 1998-01-07 1999-07-21 Yokohama Rubber Co Ltd:The 特性試験装置
JP2001033371A (ja) * 1999-07-23 2001-02-09 Shimadzu Corp ２軸材料試験機
KR101066065B1 (ko) * 2010-03-24 2011-09-20 한국생산기술연구원 마찰계수 측정장치
JP2014032113A (ja) * 2012-08-03 2014-02-20 Shimadzu Corp 材料試験機

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100324000B1 (ko) 1999-07-14 2002-02-19 배운용 커넥터
KR20050103350A (ko) * 2004-04-26 2005-10-31 한국지질자원연구원 절리면 전단시험장치
KR100917265B1 (ko) 2008-05-14 2009-09-16 국방과학연구소 2축 하중 시험장치
US9696218B2 (en) * 2012-08-08 2017-07-04 Mts Systems Corporation Test specimen holder for high temperature environments

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1073521A (ja) * 1996-08-30 1998-03-17 Tokyo Koki Seizosho:Kk 二軸負荷試験機
JPH11194079A (ja) * 1998-01-07 1999-07-21 Yokohama Rubber Co Ltd:The 特性試験装置
JP2001033371A (ja) * 1999-07-23 2001-02-09 Shimadzu Corp ２軸材料試験機
KR101066065B1 (ko) * 2010-03-24 2011-09-20 한국생산기술연구원 마찰계수 측정장치
JP2014032113A (ja) * 2012-08-03 2014-02-20 Shimadzu Corp 材料試験機

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200077696A (ko) * 2018-12-20 2020-07-01 재단법인 한국기계전기전자시험연구원 하중반복 시험지그
KR102197049B1 (ko) 2018-12-20 2020-12-31 재단법인 한국기계전기전자시험연구원 하중반복 시험지그

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180058567A (ko) 2018-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101866275B1 (ko) 전자 유압 제어를 이용한 2축 역학 시험 시스템
JP6647936B2 (ja) 二軸負荷試験体、二軸負荷試験装置および二軸負荷試験方法
KR101510639B1 (ko) 유압실린더의 성능시험장치
KR100915790B1 (ko) 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정기
US10161840B2 (en) Device for evaluation of the working surface fretting wear characteristics
US4351574A (en) Load-compensated type guide mechanism adapted for a machine
JPH10206303A (ja) 三軸試験装置および方法
EP3440447B1 (en) Compensated mechanical testing system
KR20190086881A (ko) 암석 절리면 전단 시험 장치
US8931349B2 (en) Test apparatus for the mechanical testing of components and material samples
US20170108387A1 (en) Bi-directional force sensing device with reduced cross-talk between the sensitive elements and method for reducing cross-talk in a bi-directional force sensing device
WO2007013972A2 (en) Wear tester
KR102031195B1 (ko) 로드셀 변형량을 고려한 압입시험 수행방법
US5119681A (en) Test fixture
CA2951378C (en) Airflow diverter for reduced specimen temperature gradient
KR20160094456A (ko) 하중 감지기능이 장착된 스프링 행거
KR102458796B1 (ko) 몰드 슬라이딩 재료 마모 시험 시스템 및 방법
RU2376567C1 (ru) Устройство для испытаний тонких образцов на изгиб
KR101678029B1 (ko) 공기구동밸브 구동기 모사장치
KR102259731B1 (ko) 면진장치 시험기
KR101192656B1 (ko) 마이크로 열-동특성 복합시험장치
KR102103429B1 (ko) 고온 압입 피로 시험 장치
KR100915789B1 (ko) 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법
JP2006509188A (ja) 横方向力及び横方向のずれを測定するための試料テーブル
KR101186497B1 (ko) 하중시험 계측장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant