KR101927661B1

KR101927661B1 - 강도 시험 장치용 지그

Info

Publication number: KR101927661B1
Application number: KR1020180071510A
Authority: KR
Inventors: 석창성; 이정민; 송현우
Original assignee: 성균관대학교산학협력단
Priority date: 2018-06-21
Filing date: 2018-06-21
Publication date: 2018-12-10

Abstract

본 발명은 강도 시험 장치용 지그에 관한 것이다.
본 발명에 의한 강도 시험 장치용 지그는 일단부와 타단부의 중심선 위치가 상이한 시편의 강도를 시험하기 위한 강도 시험 장치용 지그에 있어서, 시편의 일단부를 구속하는 제1 구속부; 상기 제1 구속부의 중심선으로부터 시편의 일단부와 타단부의 중심선 간격만큼 이격된 선 상에서 상기 시편의 타단부를 구속하는 제2 구속부; 및 일단부가 상기 제1 구속부에 고정되고, 타단부가 상기 제2 구속부의 외측면 중 시편의 중심선과 평행한 면에 구름 접촉하는 구름 접촉부를 구비하는 가이드부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 일직선으로 이루어지지 않은 부재의 강도를 정확하게 측정할 수 있고, 강도 시험 중 장치가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

Description

강도 시험 장치용 지그{Jig for strength measuring apparatus}

본 발명은 강도 시험 장치용 지그에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 겹침 용접되어 형성된 부재와 같이 일직선으로 이루어지지 않은 부재의 강도를 정확하게 측정할 수 있도록 하는 강도 시험 장치용 지그에 관한 것이다.

어떠한 재료 또는 부품의 인장강도나 전단강도 등과 같은 물성을 평가하기 위해서는 정하중 시험이나 피로 시험과 같은 강도 시험을 수행한다.

굴삭기 등이 대형 장비나 철골조 건축물은 구조 재료를 겹침 용접하여 제작되는 경우가 많으며, 이러한 겹침 용접 부분은 건축물 등에 있어 취약부가 될 가능성이 높다. 따라서, 특히 겹침 용접 부분에 대해서는 강도 시험이 수행될 필요가 있다.

그러나 겹침 용접된 부재는 겹침 용접된 부분을 기준으로 양쪽의 중심선 위치가 상이하기 때문에 강도 시험시 시험편이나 시험 장치에 굽힘 모멘트가 발생할 수 있으며, 이러한 굽힘 모멘트는 시험편이나 시험 장치에 변형을 일으켜 부재의 강도를 정확하게 측정하기 어렵게 할 뿐만 아니라 시험 장치의 고장이나 파손을 유발할 수 있다.

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10-0228817

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따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 부재의 형상이 일정하게 형성되지 않는 경우에도 시험시 부재가 굽힘 모멘트에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있는 강도 시험 장치용 지그를 제공함에 있다.

그리고 형상이 일정하지 않은 부재의 인장강도나 전단강도를 정확하게 측정하는 것이 가능한 강도 시험 장치용 지그를 제공하고자 한다.

또한, 시험시 부재에 발생하는 굽힘 모멘트에 의해 시험 장치에 고장이나 파손이 발생하는 것을 방지할 수 있는 강도 시험 장치용 지그를 제공하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 위에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 일단부와 타단부의 중심선 위치가 상이한 시편의 강도를 시험하기 위한 강도 시험 장치용 지그에 있어서, 시편의 일단부를 구속하는 제1 구속부; 상기 제1 구속부의 중심선으로부터 시편의 일단부와 타단부의 중심선 간격만큼 이격된 선 상에서 상기 시편의 타단부를 구속하는 제2 구속부; 및 일단부가 상기 제1 구속부에 고정되고, 타단부가 상기 제2 구속부의 외측면 중 시편의 중심선과 평행한 면에 구름 접촉하는 구름 접촉부를 구비하는 가이드부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 강도 시험 장치용 지그에 의해 달성된다.

상기 구름 접촉부는 회전하는 롤러 또는 구슬로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 가이드부는, 일단부가 상기 제1 구속부에 고정되는 지지판, 및 상기 지지판의 타단부로부터 상기 제2 구속부 방향으로 돌출되는 길이가 조절되며 상기 제2 구속부를 향하는 면에 상기 구름 접촉부가 형성된 조절부를 구비하고, 상기 조절부가 상기 지지판으로부터 돌출된 길이는 시편의 일단부와 타단부의 중심선 간격에 의해 정해지는 것이 바람직하다.

상기 지지판의 타단부에는 볼트홀이 형성되고, 상기 조절부는 상기 볼트홀에 체결되는 볼트를 구비하여 상기 볼트의 회전에 의해 상기 지지판으로부터 돌출되는 길이가 조절되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 강도 시험 장치용 지그는 일단부가 상기 제2 구속부에 고정되고 타단부가 상기 제1 구속부의 외측면 중 시편의 중심선과 평행한 면에 접하며, 상기 제1 구속부와 상기 제2 구속부를 기준으로 상기 가이드부의 반대편에 위치하는 제2 가이드부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 강도 시험 장치용 지그는 시험 중 시편의 형상에 의해 발생하는 굽힘 모멘트에 의해 시편의 길이방향과 직각을 이루는 방향으로 시편이 변형되는 것을 방지할 수 있다.

이에 따라, 다양한 형상을 가지는 시편의 인장강도나 전단강도를 정확하게 측정하는 것이 가능하다.

시편의 길이방향과 직각을 이루는 방향으로 시편이 변형되는 것을 방지하는 가이드부는 구름 접촉부를 구비하여 하중이 손실되지 않고 시편에 가해지도록 함으로써 시편의 인장강도나 전단강도를 보다 정확하게 측정할 수 있도록 한다.

이뿐만 아니라 본 발명에 의한 강도 시험 장치용 지그가 적용된 강도 시험 장치는 시험중 시편에 발생한 굽힘 모멘트에 의해 파손되지 않는다.

도 1은 본 발명에 의한 강도 시험 장치용 지그의 사시도
도 2는 본 발명에 의한 강도 시험 장치용 지그의 단면도,
도 3은 본 발명에 의한 강도 시험 장치용 지그를 구성하는 가이드부의 작용에 관한 설명도,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 강도 시험 장치용 지그의 단면도이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참고하여 자세하게 설명하도록 한다.

본 발명에 의한 강도 시험 장치용 지그(1)는 강도 시험 장치에서 시험 대상인 시편(T)을 지지하는 역할을 하는 부분으로, 겹침 용접되어 형성된 부재와 같이 일단부와 타단부의 중심선 위치가 상이한 시편에 대해 인장강도나 전단강도 등을 평가하는 경우에 강도 시험 장치에 장착된다.

본 발명에 의한 강도 시험 장치용 지그(1)는 제1 구속부(10), 제2 구속부(20) 및 가이드부(30)를 포함한다.

도 1에는 본 발명에 의한 강도 시험 장치용 지그(1)의 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 의한 강도 시험 장치용 지그(1)의 단면도가 도시되어 있다.

제1 구속부(10)는 시편(T)의 일단부를 구속하여 시편(T)의 일단부가 강도 시험 장치에 고정될 수 있도록 한다. 제1 구속부(10)는 예를 들어 'ㄷ'자 형상으로 이루어지며, 제1 구속부(10)에 의해 구획되는 공간의 내부에 시편(T)의 일단부가 삽입된 상태에서 핀(P)이 제1 구속부(10)와 시편(T)의 일단부를 관통함으로써 시편(T)의 일단부가 제1 구속부(10)에 구속된다.

제2 구속부(20)는 시편(T)의 타단부를 구속하여 시편(T)의 타단부가 강도 시험 장치에 고정될 수 있도록 하되, 그 중심선이 제1 구속부(10)의 중심선으로부터 시편(T)의 일단부와 타단부의 중심선 간격만큼 이격된 선 상에서 시편(T)의 타단부를 구속한다. 제2 구속부(20) 또한 제1 구속부(10)와 마찬가지로 예를 들어 'ㄷ'자 형상으로 이루어질 수 있으며, 제2 구속부(20)에 의해 구획되는 공간 내에 시편(T)의 타단부가 삽입된 상태에서 핀(P)이 제2 구속부(20)와 시편(T)의 타단부를 관통함으로써 시편(T)의 일단부가 제1 구속부(10)에 구속된다.

제1 구속부(10)와 제2 구속부(20)에는 시편(T)의 길이방향과 평행한 방향으로 하중이 가해져 시편(T)의 인장강도나 전단강도 등을 측정하는 것이 가능하다.

가이드부(30)는 일단부가 제1 구속부(10)에 고정되고 타단부가 제2 구속부(20)의 외측면 중 시편(T)의 중심선과 평행한 면에 구름 접촉하는 구름 접촉부(33)를 구비한다. 가이드부(30)의 타단부는 보다 구체적으로 제2 구속부(20)에서 시편(T)의 중심선과 평행한 외측면 중에서도 시편(T)에 대한 시험 중 시편(T)에 발생하는 굽힘 모멘트의 방향에 위치하는 면과 마주하도록 배치된다.

이에 따라, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 시편(T)의 형상에 의해 시편(T)에 굽힘 모멘트가 발생하더라도 가이드부(30)의 타단부가 굽힘 모멘트에 대해 반작용을 하여 시편(T)의 길이방향과 직각을 이루는 방향으로 시편(T)이 변형되는 것을 방지할 수 있고, 시편(T)의 중심선과 직각을 이루는 방향 상에서 제1 구속부(10)와 제2 구속부(20)의 상대적인 위치가 변화되어 강도 장치가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 가이드부(30)의 타단부는 제2 구속부(20)에서 시편(T)의 중심선과 평행한 면과 구름 접촉부(33)에 의해 구름 접촉하여 제2 구속부(20)와 마찰하지 않으므로 시험시 가해지는 하중에 의해 제1 구속부(10)와 제2 구속부(20)가 시편(T)의 중심선과 평행을 이루는 방향 상에서 원활하게 이동할 수 있다. 즉, 시편(T)의 길이방향과 방향으로 작용하는 하중이 손실되지 않고 시편(T)을 인장시키거나 전단시키는 데 작용할 수 있다. 이에 따라, 시편(T)의 인장강도나 전단강도를 정확하게 측정할 수 있다.

상기 구름 접촉부(33)는 회전하는 롤러 또는 구슬로 이루어질 수 있다. 도 1 등에서는 구름 접촉부(33)로서 예시적으로 롤러(33a)가 도시되어 있는 것을 볼 수 있다.

롤러(33a)나 구슬은 시험시 제2 구속부(20)에 대해 가이드부(30)가 상대적으로 이동할 때 회전하여 구름 접촉부(33)가 제2 구속부(20)의 외측면과 접하면서도 마찰하지는 않도록 한다.

상기 가이드부(30)는 보다 구체적으로 지지판(31)과 조절부(32)를 구비할 수 있다.

지지판(31)은 일단부가 제1 구속부(10)에 고정되며, 조절부(32)는 상기 지지판(31)의 타단부에 형성되고 제2 구속부(20)를 향하는 면에서 상기한 구름 접촉부(33)를 구비한다. 조절부(32)는 또한 지지판(31)의 타단부로부터 제2 구속부(20) 방향으로 돌출되는 길이가 조절되며, 조절부(32)가 지지판(31)의 타단부로부터 돌출된 길이는 시편(T)의 일단부와 타단부의 중심선 간격에 의해 정해진다.

서로 겹침 용접되는 부재의 두께에 따라 시편(T)의 일단부와 타단부의 중심선 간격은 달라질 수 있고, 이에 맞추어 제1 구속부(10)와 제2 구속부(20)가 시편(T)의 단부를 구속하는 위치 또한 달라지게 된다. 그런데 본 실시예에서와 같이 시편(T)의 일단부와 타단부의 중심선 간격에 따라 조절부(32)가 지지판(31)으로부터 돌출된 길이를 조절하면 시편(T)의 일단부와 타단부의 중심선 간격이 달라지더라도 항상 가이드부(30)의 타단부가 제2 구속부(20)의 외측면과 접하도록 할 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 강도 시험 장치용 지그를 이용하여 다양한 치수를 가지는 시편(T)의 강도를 측정하는 것이 가능하다.

지지판(31)의 타단부에는 볼트홀(31a)이 형성되고, 이때 조절부(32)는 상기 볼트홀(31a)에 체결되는 볼트로 이루어질 수 있다.

이 경우, 볼트를 일방향 또는 타방향으로 회전시킴으로써 조절부(32)가 지지판(31)의 타단부로부터 제2 구속부(20) 방향으로 돌출되는 길이를 매우 쉽게 조절하는 것이 가능하다.

본 발명에 의한 강도 시험 장치용 지그(1)는 제2 가이드부(40)를 더 포함할 수 있다. 도 4에는 제2 가이드부(40)를 더 포함하는 본 발명에 의한 강도 시험 장치용 지그(1)의 단면도가 도시되어 있다.

제2 가이드부(40)는 제1 구속부(10)와 제2 구속부(20)를 기준으로 가이드부(30)의 반대편에 배치되며, 일단부가 제2 구속부(20)에 고정되고 타단부가 제1 구속부(10)의 외측면 중 시편(T)의 중심선과 평행한 면에 접한다.

제2 가이드부(40) 또한 가이드부(30)와 마찬가지로 타단부가 굽힘 모멘트에 대해 반작용을 하여 시편(T)의 길이방향과 직각을 이루는 방향으로 시편(T)이 변형되는 것을 방지하고, 시편(T)의 중심선과 직각을 이루는 방향 상에서 제1 구속부(10)와 제2 구속부(20)의 상대적인 위치가 변화되는 것을 방지한다.

이에 따라, 시험시 시편(T)이 굽힘 모멘트에 의해 변형되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있고, 강도 시험의 정확성을 더 향상시킬 수 있다.

제2 가이드부(40)는 가이드부(30)와 마찬가지로 지지판, 조절부 및 구름 접촉부를 구비할 수 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

1 : 강도 시험 장치용 지그
10 : 제1 구속부 20 : 제2 구속부
30 : 가이드부 31 : 지지판
32 : 조절부 33 : 구름 접촉부
40 : 제2 가이드부

Claims

일단부와 타단부의 중심선 위치가 상이한 시편의 강도를 시험하기 위한 강도 시험 장치용 지그에 있어서,
시편의 일단부를 구속하는 제1 구속부;
상기 제1 구속부의 중심선으로부터 시편의 일단부와 타단부의 중심선 간격만큼 이격된 선 상에서 상기 시편의 타단부를 구속하는 제2 구속부; 및
일단부가 상기 제1 구속부에 고정되고, 타단부가 상기 제2 구속부의 외측면 중 시편의 중심선과 평행한 면에 구름 접촉하는 구름 접촉부를 구비하는 가이드부;를 포함하며,
상기 가이드부는, 일단부가 상기 제1 구속부에 고정되는 지지판, 및 상기 지지판의 타단부로부터 상기 제2 구속부 방향으로 돌출되는 길이가 조절되며 상기 제2 구속부를 향하는 면에 상기 구름 접촉부가 형성된 조절부를 구비하고,
상기 조절부가 상기 지지판으로부터 돌출된 길이는 시편의 일단부와 타단부의 중심선 간격에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 강도 시험 장치용 지그.
제1항에 있어서,
상기 구름 접촉부는 회전하는 롤러 또는 구슬로 이루어지는 것을 특징으로 하는 강도 시험 장치용 지그.
삭제
제1항에 있어서,
상기 지지판의 타단부에는 볼트홀이 형성되고,
상기 조절부는 상기 볼트홀에 체결되는 볼트를 구비하여 상기 볼트의 회전에 의해 상기 지지판으로부터 돌출되는 길이가 조절되는 것을 특징으로 하는 강도 시험 장치용 지그.
제1항에 있어서,
일단부가 상기 제2 구속부에 고정되고 타단부가 상기 제1 구속부의 외측면 중 시편의 중심선과 평행한 면에 접하며, 상기 제1 구속부와 상기 제2 구속부를 기준으로 상기 가이드부의 반대편에 위치하는 제2 가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강도 시험 장치용 지그.