KR101942942B1 - 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치 및 그 시험방법 - Google Patents

용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치 및 그 시험방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치 및 그 시험방법에 관한 것으로, 실험대의 상부 일측에 구비되어 시험편이 위치되는 장소를 제공하며, 상기 시험편에 대응되는 벽면에 수직 방향의 길이를 갖는 복수의 가이드슬릿이 형성된 메인프레임과; 상기 메인프레임의 가이드슬릿을 따라 상기 시험편의 길이에 맞게 하중 방향에 대하여 높낮이를 조절할 수 있도록 승강 가능하게 구비되며, 그 상부에는 시험편의 설치를 위해 다수의 설치구멍이 관통 형성된 승강브라켓과; 상기 메인프레임에 대응하여 상기 실험대의 상부 일측에 설치되며, 상단부에 와이어롤러를 갖는 휠브라켓의 하단부를 착/탈 가능하게 바이스하는 유압척과; 상기 와이어롤러를 통해 상기 시험편의 상단부에서 수평 방향과 연직 방향으로 연결 설치된 와이어를 연직 방향의 인장력(tensile force)을 가하여 상기 시험편의 상단부를 수평으로 잡아 당겨 시험편의 면외굽힘을 시험하는 MTS동적시험기를 포함하여 구성되며, 상기 승강브라켓의 상부에 기립 설치되는 시험편은 상기 MTS동적시험기의 와이어에 상단부가 이음 연결되도록 수직으로 기립 설치되는 제1시험편과, 상기 승강브라켓의 설치구멍에 설치되고, 상기 제1시험편의 하단부에 연결 설치되는 제2시험편으로 이루어져 제1,2시험편의 연결 부분에 대해 면외굽힘을 시험하는 것을 특징으로 하는 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치를 제공하고, 이와 같이, 구성된 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치를 이용하여 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험방법에 있어서, 상기 승강브라켓의 설치구멍에 대응하여 제2시험편을 체결을 통해 고정하고, 상기 제1,2시험편에 형성된 각각의 체결구멍에 체결을 통해 제1시험편을 수직으로 기립 설치하여 시험편을 준비하는 준비단계와; 상기 메인프레임의 가이드슬릿을 따라 상기 승강브라켓을 승강 조절하여 시험편의 상단부와 상기 휠브라켓를 와이어롤러와 동일 수평을 이루는 위치를 결정하는 조절단계와; 상기 시험편의 상단부를 시작으로 상기 휠브라켓의 와이어롤러를 따라 상기 휠브라켓의 연직 상부에 위치된 MTS동적시험기에 와이어를 연결하는 연결단계와; 상기 MTS동적시험기의 연직 운동을 통해 상기 와이어에 의해 상기 시험편의 상단부를 수평 방향으로 당겨 상기 시험편에 대하여 변위제어 모드(Displacement control mode)로 수행하여 상기 MTS동적시험기를 통해 하중 및 변위 신호를 수집하는 시험단계와; 상기 MTS동적시험기를 통해 수집된 데이터를 데이터수집시스템에 전송하여 데이터베이스를 구축하는 저장단계를 포함하는 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험방법을 제공함으로써, 조선소 비계 설치에 따른 족장 기자재에 대하여 원가 절감을 위한 새로운 족장 치공구 설계 기준 확립의 기반이 되는 치공구 최종강도 해석기술의 확보와 더불어, 족장 치공구 안전하중 표준화에 필요한 기초 자료의 확보할 수 있는 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치 및 그 시험방법에 관한 것이다.

Description

용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치 및 그 시험방법{Out-of-plane bending test equipment of Welded connection bracket and That test method}
본 발명은 면외굽힘 시험장치 및 그 시험방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 조선소 비계 설치에 따른 족장 기자재에 대하여 원가 절감을 위한 새로운 족장 치공구 설계 기준 확립의 기반이 되는 치공구 최종강도 해석기술의 확보와 더불어, 족장 치공구 안전하중 표준화에 필요한 기초 자료의 확보할 수 있는 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치 및 그 시험방법에 관한 것이다.
일반적으로 비계(飛階: 건축공사나 조선공사 등에 고소작업 시 재료운반 이나 작업자의 통로 및 작업을 위한 족장이 마련된 임시 가설물.)에 설치되는 족장은 건설현장의 건물 외부나 조선소 등의 비교적 높은 위치에서 각종 다양한 종류의 작업을 하기 위해서 비계가 설치된 적정위치에 작업을 용이하게 하기 위해 작업자가 올라가서 자유롭게 작업 할 수 있도록 설치되는 패널 또는 플레이트 등의 가설물로서, 산업안전보건법 산업안전기준에 관한 규칙 제 439 조에 의하면, 업주는 2미터 이상인 장소에 작업을 함에 있어서, 근로자에게 추락 위험을 미칠 우려가 있을 때에 는 비계를 조립하는 등의 방법에 의해 족장(일명 작업발판이라고 함)을 설치하여야 한다고 규정하고 있다.
이러한 족장은 그 용도에 따라 취급이나 운반 등의 용이성을 보장하기 위해 직사각형 형상의 플레이트로 규격을 소형으로 구성하여 현장에서 작업의 여건이나 기타 장소에 따라 족장의 크기가 비교적 커야 할 경우는 개별로 된 각각의 플레이트를 볼트나 기타 연결핀 등의 체결수단으로 연결하여 사용하는 경우가 대부분이다.
상기 족장은 플레이트를 연속적으로 연결하여 규격을 크게 할 경우는 원하는 개수만큼 연결하여 사용하고, 공간이 좁을 경우나 간단한 작업 등의 경우는 단일의 족장만 비계에 설치하여 사용하게 된다.
즉, 족장을 설치하기 위해서는 벽면에 부착되어 있는 앵글 타입의 론지(longi)에 고정하기 위한 엣지훅을 필요로 하게 되고, 상기 엣지훅이 고정된 훅플레이트의 하단부에 스틸바를 설치하여 파이프는 물론, 족장지지대, 족장발판, 핸드레일 지지대 등의 단품 및 조합으로 구성으로 다양한 형상의 족장 치공구(治工具 - 어떤 물건을 고정할 때 사용하는 공구를 통틀어 이르는 말.)가 제공된다.
이에 대하여, 특허문헌 1은 그림 1과 같이, 선박의 내벽 또는 외벽에 설치되는 지그; 상기 지그의 일측이 수직결합되도록 하부가 개방된 결합홈을 구비하고 족장브래킷의 일측단에 일체로 연결설치되는 클램프; 상기 지그가 클램프의 결합홈으로부터 이탈이 방지되도록 또한, 결합홈내로 끼워진 지그 하부에 위치하도록 결합홈을 관통하여 클램프에 설치되는 이탈방지구를 포함하고, 상기 클램프는 일측에 족장브래킷의 일측단이 수직으로 삽입되는 끼움홈을 구비하고, 상기 족장브래킷과 클램프는 고정구에 의해 일체로 결합하여 그 위에 족장발판을 가설하여 사용하는 조립식 족장 지지장치가 개시되어 있다.
Figure 112018073567898-pat00001
[그림 1]
또한, 선박의 고소작업은 물론 일반 건축에도 특허문헌 2와 같이, 적용되는 비계에 경우 서로 교차되는 파이프를 일체로 고정하여 비계를 설치하는 비계용 클랜프가 통상적으로 제공되고 있으며, 현재 많이 사용되고 있다.
따라서, 족장의 설치작업은 선박 내/외부의 고소작업(high place work, 高所作業)이 가능할 수 있도록 통로 및 계단을 설치하는 것으로, 족장 부품의 파손은 인명사고와 직결된다.
한편, 최근에는 조선소 현장 내에서 발생하는 안전사고에 대한 경각심이 커짐에 따라, 선주사로부터 족장과 관련된 다양한 요구사항과 검사 강화를 요구 받고 있는 실정이다.
다시 말해, 선박 건조 시 안전 문제에 가장 큰 비중을 차지하는 족장은 안전하고 효율적으로 가설하여 전(全) 생산 근로자가 안전하게 고소작업을 할 수 있도록 하여야 하며, 특히, 족장 작업자 자신의 안전도 담보를 최우선으로 하야 한다.
따라서, 다양한 족장 치공구 중 대표적인 품목에 대하여 현장 사용 조건에 맞춰 최종강도 시험을 수행하여, 족장 치공구 안전하중 표준화에 필요한 기초 자료의 확보가 요구된다.
아울러, 탄소성 유한요소해석을 통해 그 결과를 비교 검증함으로써 족장 기자재의 원가 절감을 위한 새로운 족장 치공구 설계 기준 확립의 기반이 되는 치공구 최종강도 해석기술의 확보가 요구된다.
KR 20-2014-0002354 U KR 20-0201539 Y1
상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 다양한 족장 치공구 중 대표적인 품목에 대하여 현장 사용 조건에 맞춰 최종강도 시험을 수행과 함께 탄소성 유한요소해석을 통해 그 결과를 비교 검증함으로써, 조선소 비계 설치에 따른 족장 기자재에 대하여 원가 절감을 위한 새로운 족장 치공구 설계 기준 확립의 기반이 되는 치공구 최종강도 해석기술의 확보와 더불어, 족장 치공구 안전하중 표준화에 필요한 기초 자료의 확보할 수 있는 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치 및 그 시험방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 실험대의 상부 일측에 구비되어 시험편이 위치되는 장소를 제공하며, 상기 시험편에 대응되는 벽면에 수직 방향의 길이를 갖는 복수의 가이드슬릿이 형성된 메인프레임과; 상기 메인프레임의 가이드슬릿을 따라 상기 시험편의 길이에 맞게 하중 방향에 대하여 높낮이를 조절할 수 있도록 승강 가능하게 구비되며, 그 상부에는 시험편의 설치를 위해 다수의 설치구멍이 관통 형성된 승강브라켓과; 상기 메인프레임에 대응하여 상기 실험대의 상부 일측에 설치되며, 상단부에 와이어롤러를 갖는 휠브라켓의 하단부를 착/탈 가능하게 바이스하는 유압척과; 상기 와이어롤러를 통해 상기 시험편의 상단부에서 수평 방향과 연직 방향으로 연결 설치된 와이어를 연직 방향의 인장력(tensile force)을 가하여 상기 시험편의 상단부를 수평으로 잡아 당겨 시험편의 면외굽힘을 시험하는 MTS동적시험기를 포함하여 구성되며, 상기 승강브라켓의 상부에 기립 설치되는 시험편은 상기 MTS동적시험기의 와이어에 상단부가 이음 연결되도록 수직으로 기립 설치되는 제1시험편과, 상기 승강브라켓의 설치구멍에 설치되고, 상기 제1시험편의 하단부에 연결 설치되는 제2시험편으로 이루어져 제1,2시험편의 연결 부분에 대해 면외굽힘을 시험하는 것을 특징으로 하는 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치를 제공한다.
여기서, 상기 시험편의 상단부와 와이어롤러에 사이에는 상기 와이어를 통해 가해지는 상기 시험편의 하중 정보를 추가로 검출하는 로드셀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메인프레임의 어느 한 부분에는 상기 MTS동적시험기를 통해 면외굽힘을 시험할 때, 상기 시험편의 하측 일 부분에 구부러지는 정도의 변위 정보를 추가로 검출하는 변위센서가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기와 같이 구성된 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치를 이용하여 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험방법에 있어서, 상기 승강브라켓의 설치구멍에 대응하여 제2시험편을 체결을 통해 고정하고, 상기 제1,2시험편에 형성된 각각의 체결구멍에 체결을 통해 제1시험편을 수직으로 기립 설치하여 시험편을 준비하는 준비단계와; 상기 메인프레임의 가이드슬릿을 따라 상기 승강브라켓을 승강 조절하여 시험편의 상단부와 상기 휠브라켓를 와이어롤러와 동일 수평을 이루는 위치를 결정하는 조절단계와; 상기 시험편의 상단부를 시작으로 상기 휠브라켓의 와이어롤러를 따라 상기 휠브라켓의 연직 상부에 위치된 MTS동적시험기에 와이어를 연결하는 연결단계와; 상기 MTS동적시험기의 연직 운동을 통해 상기 와이어에 의해 상기 시험편의 상단부를 수평 방향으로 당겨 상기 시험편에 대하여 변위제어 모드(Displacement control mode)로 수행하여 상기 MTS동적시험기를 통해 하중 및 변위 신호를 수집하는 시험단계와; 상기 MTS동적시험기를 통해 수집된 데이터를 데이터수집시스템에 전송하여 데이터베이스를 구축하는 저장단계를 포함하는 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험방법을 제공한다.
상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 조선소 비계 설치에 따른 족장 기자재에 대하여 원가 절감을 위한 새로운 족장 치공구 설계 기준 확립의 기반이 되는 치공구 최종강도 해석기술의 확보와 더불어, 족장 치공구 안전하중 표준화에 필요한 기초 자료의 확보하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치에서 메인프레임, 승강브라켓, 제1,2시험편의 연결 관계를 나타내는 일부 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치를 나타내는 전체 구성의 블럭도.
도 4는 본 발명에 따른 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험방법을 나타내는 흐름도.
도 5는 본 발명에 따른 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치에 시험편의 시험 전 세팅을 나타내는 도면대용 사진.
도 6, 도 7, 도 8은 본 발명에 따른 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치를 통해 각 시험편의 시험 후 변형상태를 나타내는 도면대용 사진.
도 9는 본 발명에 따른 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치 및 그 시험방법을 통해 면외굽힘을 분석한 결과를 나타내는 다이어그램.
도 10은 본 발명에 따른 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치 및 그 시험방법을 통해 각 시험편에 대해 면외굽힘의 변위곡선을 나타내는 그래프.
이하, 본 발명에 대하여 동일한 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 선박의 내/외벽에 형성된 앙카볼트에 체결되어 수직 또는 수평으로 연장 설치되는 족장지지대에 대하여 면외굽힘을 측정하고자 한다.
상기한 실험을 위해 실험대(110)의 상부 일측에 구비되어 시험편(300)이 위치되는 장소를 제공하며, 상기 시험편(300)에 대응되는 벽면에 수직 방향의 길이를 갖는 복수의 가이드슬릿(124)이 형성된 메인프레임(120)이 제공된다.
상기 메인프레임(120)은 상기 실험대(110)에 착/탈 가능하게 설치 고정되는 바닥몸체(121)와, 이 바닥몸체(121)의 일측에 수직 설치되는 벽면몸체(123)로 구성되고, 상기 바닥몸체(121) 및 벽면몸체(123)가 한 몸을 이루도록 일측에 설치됨과 아울러, 격벽을 이루는 방호격벽(125)으로 이루어진다.
이때, 상기 시험편(300)이 수직으로 설치되도록 그 상부에는 시험편(300)의 설치를 위해 다수의 설치구멍(131)이 관통 형성된 승강브라켓(130)이 상기 메인프레임(120)의 가이드슬릿(124)을 따라 상기 시험편(300)의 길이에 맞게 하중 방향에 대하여 높낮이를 조절할 수 있도록 승강 가능하게 설치된다.
즉, 상기 벽면몸체(123)에 형성된 가이드슬릿(124)에 대응하여 상기 승강브라켓(130)의 후면에는 가이드돌기(미도시)가 돌출 형성되고, 이 가이드돌기에 체결되는 체결수단(미도시)이 상기 벽면몸체(123)와 승강브라켓(130)을 일체로 체결하여 선택적으로 한 몸을 이루게 한다.
다음으로, 상기 메인프레임(120)에 대응하여 상기 실험대(110)의 상부 일측에 설치되며, 상단부에 와이어롤러(151)를 갖는 휠브라켓(150)의 하단부를 착/탈 가능하게 바이스하는 유압척(160)이 구비된다.
그리고, 상기 와이어롤러(151)를 통해 상기 시험편(300)의 상단부에서 수평 방향과 연직 방향으로 연결 설치된 와이어(171)를 연직 방향의 인장력(tensile force)을 가하여 상기 시험편(300)의 상단부를 수평으로 잡아 당겨 시험편(300)의 면외굽힘을 시험하기 위한 시험하중(test load, 試驗荷重 - 재료의 기계적 성질을 조사하는 각종 재료 시험 또는 기계부품 및 구조 물의 강도 시험에 있어서, 피계측물(被計測物)에 가해지는 지정된 크기의 하중을 말한다.)을 제공할 수 있는 아래 그림 2와 같은, MTS 동적시험기(170)를 포함한다.
Figure 112018073567898-pat00002
[그림 2] MTS 1000kN dynamic test machine(MTS 동적시험기)
여기서, 상기 승강브라켓(130)의 상부에 기립 설치되는 시험편(300)은 상기 MTS동적시험기(170)의 와이어(171)에 상단부가 이음 연결되도록 수직으로 기립 설치되는 제1시험편(310)과, 상기 승강브라켓(130)의 설치구멍(131)에 설치되고, 상기 제1시험편(310)의 하단부에 연결 설치되는 제2시험편(320)으로 이루어진다.
즉, 상기 시험편(300)은 상기 승강브라켓(130)의 설치구멍(131)에 대응하여 제2시험편(320)을 체결을 통해 고정하고, 상기 제1,2시험편(310,320)에 형성된 각각의 체결구멍(330)에 체결을 통해 제1시험편(310)을 수직으로 기립 설치함으로써, 복합적인 연결 설치를 통해 시험을 준비한다.
따라서, 족장지지대에 설치되는 족장의 중량 및 이 족장에 올려지는 물품의 중량에 대하여 족장지지대의 형상 및 재질에 따른 피로도(면외굽힘)을 측정/검출하고자 한다.
한편, 상기 시험편(300)의 상단부와 와이어롤러(151)에 사이에는 그림 3와 같은 로드셀(180)이 상기 와이어(171)를 통해 가해지는 상기 시험편(300)의 하중 정보를 추가로 검출할 수 있게 구비되는 것이 바람직하다.
Figure 112018073567898-pat00003
[그림 3] 50kN 로드셀
즉, 상기 시험편(300)의 상단부와 와이어롤러(151)의 사이에 수평 방향으로 위치되는 와이어(171)가 상기 로드셀(180)을 통과하면서 MTS동적시험기(170)에 의해 주어진 시험하중에 대해 시험편(300)에 가장 가까운 곳에서 하중의 정확도를 확인할 수 있는 것이다.
또한, 상기 메인프레임(120)의 어느 한 부분에는 그림 4 및 그림 5와 같이, 상기 MTS동적시험기(170)를 통해 면외굽힘을 시험할 때, 상기 시험편(300)의 하측 일 부분에 구부러지는 정도의 변위 정보를 추가로 검출하는 변위센서(190)가 더 구비된다.
Figure 112018073567898-pat00004
[그림 4] Displacement transducer(변위센서)
Figure 112018073567898-pat00005
[그림 5] Long Stroke Displacement Transducer(롱 스트로크 변위 센서)
더불어, 상기한 접촉식 변위센서(190)의 사용은 물론, 레이저를 활용한 비접촉식 변위센서(190)를 동일하게 사용할 수 있다.
상기와 같이, 구성된 본 발명의 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치(100)를 이용하는 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험방법에 대해 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
우선, 상기 승강브라켓(130)의 설치구멍(131)에 대응하여 제2시험편(320)을 체결을 통해 고정하고, 상기 제1,2시험편(310,320)에 형성된 각각의 체결구멍(330)에 체결을 통해 제1시험편(310)을 수직으로 기립 설치하여 시험편(300)을 준비하는 준비단계(S100)를 수행한다.
이때, 상기 시험편(300)의 길이는 현장 상황에 따라 다양하게 적용될 수 있는 점을 고려하여 다양한 길이로 준비할 수 있으며, 상기 메인프레임(120)의 가이드슬릿(124)을 따라 상기 승강브라켓(130)을 승강 조절하여 시험편(300)의 상단부와 상기 휠브라켓(150)를 와이어롤러(151)와 동일 수평을 이루는 위치를 결정하는 조절단계(S200)를 수행한다.
즉, 상기 시험편(300)의 상단부와 상기 와이어롤러(151)를 통해 연결되는 와이어(171)가 수평으로 위치되도록 상기 시험편(300)이 설치된 승강브라켓(130)의 높이를 조절해야 한다.
다음으로, 상기 시험편(300)의 상단부를 시작으로 상기 휠브라켓(150)의 와이어롤러(151)를 따라 상기 휠브라켓(150)의 연직 상부에 위치된 MTS동적시험기(170)에 와이어(171)를 연결하는 연결단계(S300)를 수행한다.
그리고, 상기 MTS동적시험기(170)의 연직 운동을 통해 상기 와이어(171)에 의해 상기 시험편(300)의 상단부를 수평 방향으로 당겨 상기 시험편(300)에 대하여 변위제어 모드(Displacement control mode)로 수행하여 상기 MTS동적시험기(170)를 통해 하중 및 변위 신호를 수집하는 시험단계(S400)를 수행한다.
즉, 상기 와이어(171)는 상기 시험편(300)의 상단부, 휠브라켓(150)의 와이어롤러(151), MTS동적시험기(170)를 따라 'L'자의 형상으로 연결되어 상기 MTS동적시험기(170)의 시험하중이 적용될 때, 상기 와이어(171)에 의해 상기 시험편(300)의 상단부가 수평 방향으로 위치가 변경되면서 상기 시험편(300)의 하단부가 굽혀지는 정도를 측정할 수 있다.
마지막으로, 상기 MTS동적시험기(170)를 통해 수집된 데이터를 그림 6와 같은 데이터수집시스템(200)에 전송하여 데이터베이스를 구축하는 저장단계(S500)를 통해 면외굽힘 시험에 따른 데이터를 모두 수집/저장 한다.
Figure 112018073567898-pat00006
[그림 6] National Instruments DAQ (데이터수집시스템)
상기한 구성의 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치(100)에 시험편(300)을 적용하여 시험을 수행하는 과정을 실시예를 설명한다.
<제1실시예>
아래 표 1에 표현된 바와 같이, 동일한 시험편(300)에 대해 설정된 힘과 이동거리를 제공하여 시험군을 준비한다.
Figure 112018073567898-pat00007
[표 1] 실험하고자 하는 시험편의 실험군 대조표
도 5에 의하면, 시험편(300)을 상기 승강브라켓(130)의 설치구멍(131)에 대응하여 제2시험편(320)을 체결을 통해 고정하고, 상기 제1,2시험편(310,320)에 형성된 각각의 체결구멍(330)에 체결을 통해 제1시험편(310)을 수직으로 기립 설치하여 준비한다
다음으로, 상기 MTS동적시험기(170)의 연직 운동을 통해 상기 와이어(171)에 의해 상기 시험편(300)의 상단부를 수평 방향으로 당겨 상기 시험편(300)에 대하여 변위제어 모드(Displacement control mode)로 수행하여 상기 MTS동적시험기(170)를 작동시켜 시험편(300)에 대하여 면외굽힘을 시험한다.
Figure 112018073567898-pat00008
[표 2] 탄소성 FE 분석방법
Figure 112018073567898-pat00009
[표 3] 탄소성 FE 분석방법을 통해 시험편의 분석 결과표
따라서, 도 6과 같이, 각각의 시험편(300)을 통해 재질에 따를 면외굽힘 성능을 측정한다.
결국, 표 2 및 표 3의 분석을 통해 상기한 시험방법에 의한 각 시험편(300)에 성질을 분석하고, 도 7 및 도 8를 통해 면외굽힘 정도 및 취약지점을 파악하여 데이터수집시스템(200)을 통해 데이터를 수집/저장한다.
<제2실시예>
아래 표 4에 표현된 바와 같이, 동일한 시험편(300)에 대해 설정된 힘과 이동거리를 제공하여 시험군을 준비한다.
Figure 112018073567898-pat00010
[표 4] 실험하고자 하는 시험편의 실험군 대조표
도 9에 의하면, 시험편(300)을 상기 승강브라켓(130)의 설치구멍(131)에 대응하여 제2시험편(320)을 체결을 통해 고정하고, 상기 제1,2시험편(310,320)에 형성된 각각의 체결구멍(330)에 체결을 통해 제1시험편(310)을 수직으로 기립 설치하여 준비한다
다음으로, 상기 MTS동적시험기(170)의 연직 운동을 통해 상기 와이어(171)에 의해 상기 시험편(300)의 상단부를 수평 방향으로 당겨 상기 시험편(300)에 대하여 변위제어 모드(Displacement control mode)로 수행하여 상기 MTS동적시험기(170)를 작동시켜 시험편(300)에 대하여 면외굽힘을 시험한다.
Figure 112018073567898-pat00011
[표 5] 탄소성 FE 분석방법
Figure 112018073567898-pat00012
[표 6] 탄소성 FE 분석방법을 통해 시험편의 분석 결과표
따라서, 도 10과 같이, 각각의 시험편(300)을 통해 재질에 따를 면외굽힘 성능을 측정한다.
결국, 표 5 및 표 6의 분석을 통해 상기한 시험방법에 의한 각 시험편(300)에 성질을 분석하고, 도 11 및 도 12를 통해 면외굽힘 정도 및 취약지점을 파악하여 데이터수집시스템(200)을 통해 데이터를 수집/저장한다.
상기와 같이 구성 및 방법으로 이루어진 본 발명을 제공함으로써, 조선소 비계 설치에 따른 족장 기자재에 대하여 원가 절감을 위한 새로운 족장 치공구 설계 기준 확립의 기반이 되는 치공구 최종강도 해석기술의 확보와 더불어, 족장 치공구 안전하중 표준화에 필요한 기초 자료의 확보하는 효과가 있다.
이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
100: 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치
110: 실험대
120: 메인프레임
121: 바닥몸체
123: 벽면몸체
124: 가이드슬릿
125: 방호격벽
130: 승강브라켓
131: 설치구멍
150: 휠브라켓
151: 와이어롤러
160: 유압척
170: MTS동적시험기
171: 와이어
180: 로드셀
190: 변위센서
200: 데이터수집시스템
300: 시험편
310: 제1시험편
320: 제2시험편
330: 체결구멍
S100: 준비단계
S200: 조절단계
S300: 연결단계
S400: 시험단계
S500; 저장단계

Claims (4)

  1. 실험대(110)의 상부 일측에 구비되어 시험편(300)이 위치되는 장소를 제공하며, 상기 시험편(300)에 대응되는 벽면에 수직 방향의 길이를 갖는 복수의 가이드슬릿(124)이 형성된 메인프레임(120)과;
    상기 메인프레임(120)의 가이드슬릿(124)을 따라 상기 시험편(300)의 길이에 맞게 하중 방향에 대하여 높낮이를 조절할 수 있도록 승강 가능하게 구비되며, 그 상부에는 시험편(300)의 설치를 위해 다수의 설치구멍(131)이 관통 형성된 승강브라켓(130)과;
    상기 메인프레임(120)에 대응하여 상기 실험대(110)의 상부 일측에 설치되며, 상단부에 와이어롤러(151)를 갖는 휠브라켓(150)의 하단부를 착/탈 가능하게 바이스하는 유압척(160)과;
    상기 와이어롤러(151)를 통해 상기 시험편(300)의 상단부에서 수평 방향과 연직 방향으로 연결 설치된 와이어(171)를 연직 방향의 인장력(tensile force)을 가하여 상기 시험편(300)의 상단부를 수평으로 잡아 당겨 시험편(300)의 면외굽힘을 시험하는 MTS동적시험기(170)를 포함하여 구성되며,
    상기 승강브라켓(130)의 상부에 기립 설치되는 시험편(300)은 상기 MTS동적시험기(170)의 와이어(171)에 상단부가 이음 연결되도록 수직으로 기립 설치되는 제1시험편(310)과, 상기 승강브라켓(130)의 설치구멍(131)에 설치되고, 상기 제1시험편(310)의 하단부에 연결 설치되는 제2시험편(320)으로 이루어져 제1,2시험편(310,320)의 연결 부분에 대해 면외굽힘을 시험하며,
    상기 시험편(300)의 상단부와 와이어롤러(151)에 사이에는,
    상기 와이어(171)를 통해 가해지는 상기 시험편(300)의 하중 정보를 추가로 검출하는 로드셀(180)을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인프레임(120)의 어느 한 부분에는,
    상기 MTS동적시험기(170)를 통해 면외굽힘을 시험할 때, 상기 시험편(300)의 하측 일 부분에 구부러지는 정도의 변위 정보를 추가로 검출하는 변위센서(190)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치.
  4. 청구항 1에 의해 구성된 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험장치(100)를 이용하여 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험방법에 있어서,
    상기 승강브라켓(130)의 설치구멍(131)에 대응하여 제2시험편(320)을 체결을 통해 고정하고, 상기 제1,2시험편(310,320)에 형성된 각각의 체결구멍(330)에 체결을 통해 제1시험편(310)을 수직으로 기립 설치하여 시험편(300)을 준비하는 준비단계(S100)와;
    상기 메인프레임(120)의 가이드슬릿(124)을 따라 상기 승강브라켓(130)을 승강 조절하여 시험편(300)의 상단부와 상기 휠브라켓(150)를 와이어롤러(151)와 동일 수평을 이루는 위치를 결정하는 조절단계(S200)와;
    상기 시험편(300)의 상단부를 시작으로 상기 휠브라켓(150)의 와이어롤러(151)를 따라 상기 휠브라켓(150)의 연직 상부에 위치된 MTS동적시험기(170)에 와이어(171)를 연결하는 연결단계(S300)와;
    상기 MTS동적시험기(170)의 연직 운동을 통해 상기 와이어(171)에 의해 상기 시험편(300)의 상단부를 수평 방향으로 당겨 상기 시험편(300)에 대하여 변위제어 모드(Displacement control mode)로 수행하여 상기 MTS동적시험기(170)를 통해 하중 및 변위 신호를 수집하는 시험단계(S400)와;
    상기 MTS동적시험기(170)를 통해 수집된 데이터를 데이터수집시스템(200)에 전송하여 데이터베이스를 구축하는 저장단계(S500)를 포함하는 용접형 연결브라켓의 면외굽힘 시험방법.
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