KR102200118B1 - Apparatus for multi-axis dynamic load test - Google Patents

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KR102200118B1
KR102200118B1 KR1020200111206A KR20200111206A KR102200118B1 KR 102200118 B1 KR102200118 B1 KR 102200118B1 KR 1020200111206 A KR1020200111206 A KR 1020200111206A KR 20200111206 A KR20200111206 A KR 20200111206A KR 102200118 B1 KR102200118 B1 KR 102200118B1
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rod
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multiaxial
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KR1020200111206A
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김현욱
박성민
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국방과학연구소
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Abstract

According to one embodiment of the present invention, a multi-axis dynamic load testing device evaluates a structural safety of a test target. The device comprises: a single axis load tester applying vertical load to the test target; and a dynamic load simulation device mounted in the single axis load tester and applying horizontal load to the test target. The device can simulate vertical load and horizontal load on the test target.

Description

다축 동적 하중 시험 장치{APPARATUS FOR MULTI-AXIS DYNAMIC LOAD TEST}Multi-axis dynamic load test device{APPARATUS FOR MULTI-AXIS DYNAMIC LOAD TEST}

아래의 설명은 다축 동적 하중 시험 장치에 관한 것이다.The following description relates to a multiaxial dynamic load test apparatus.

군용 잠수함 등 해양 운동체가 운항 중 경험할 수 있는 하중의 종류는 크게 정적 하중과 동적 하중으로 구분할 수 있다. 정적 하중의 경우 일반적으로 1축에 대한 하중으로 작용하며 실험실에서 보유중인 만능재료시험기(Universal Testing Machine, 이하 UTM 장비)를 활용하여 실험적으로 쉽게 구현이 가능하다. 확보된 실험 데이터를 바탕으로 수치해석 모델을 개발하고 그 결과를 비교함으로서 상호 검증을 수행하게 된다.The types of loads that marine vehicles such as military submarines can experience during operation can be largely divided into static loads and dynamic loads. In the case of static load, it generally acts as a load on one axis and can be easily implemented experimentally by using a universal testing machine (hereinafter referred to as UTM equipment) possessed in a laboratory. Based on the obtained experimental data, a numerical analysis model is developed and the results are compared to perform mutual verification.

다축 동적 하중의 경우, 해양 운동체 구조와 하중체 사이의 상대적인 움직임으로 인하여 발생하며, 이와 같은 해양 운동체 구조에 재하되는 다축 동적 하중에 대한 검증은 운동체 구조건전성 평가에 있어서 중요하다. 특히, 해양 운동체가 활동해역에서의 해저 지형에 의해 경험 가능한 '그라운딩(grounding) 현상(이하 좌초 하중)'에 의한 구조건전성 평가는 설계 단계에서 매우 중요한 요소라 할 수 있다. 이와 같은 좌초 하중을 모의하기 위해서는, 검증하고자 하는 해양 운동체의 크기 및 하중체에 따라 별도의 시험 장치를 설계, 구성 및 제작해야 한다. 예를 들어, 다축 하중에 의한 구조건전성 평가를 위한 시험장치는 해양 운동체와 하중체 각각에 요구되는 축 방향으로 이동과 동시에 구조물에 원하는 크기의 하중을 작용시킬 수 있어야 한다. 그러나 다축 하중 시험장치를 독자적으로 설계하고 제작하는 것은 상당한 설계, 제작시간 및 과도한 비용이 소요되는 문제점이 있다.In the case of a multiaxial dynamic load, it occurs due to the relative movement between the structure of the marine vehicle and the load, and verification of the multiaxial dynamic load applied to the structure of the marine vehicle is important in evaluating the structural integrity of the vehicle. In particular, the evaluation of structural integrity based on'grounding' (hereinafter referred to as stranding load), which can be experienced by the seabed topography in the active sea area, can be said to be a very important factor in the design stage. In order to simulate such a stranding load, a separate test device must be designed, configured, and manufactured according to the size and load of the marine vehicle to be verified. For example, a test apparatus for evaluating structural integrity by multi-axial loads must be able to apply a load of a desired size to the structure while moving in the axial direction required for each of the marine moving body and the load body. However, designing and manufacturing a multiaxial load test device independently has a problem that it takes considerable design, manufacturing time, and excessive cost.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.The above-described background technology is possessed or acquired by the inventor in the process of deriving the present invention, and is not necessarily a known technology disclosed to the general public prior to filing the present invention.

일 실시 예의 목적은 다축 동적 하중 시험 장치의 설계 및 제작의 편의성을 위해서 1축 하중 시험기를 이용하여 실험 대상에 대하여 수직 하중 및 수평 하중을 모의할 수 있는 다축 동적 하중 시험 장치를 제공하는 것이다.An object of an embodiment is to provide a multiaxial dynamic load test apparatus capable of simulating vertical and horizontal loads for a test object using a uniaxial load tester for convenience in designing and manufacturing a multiaxial dynamic load test apparatus.

일 실시 예에 따른 시험 대상의 구조 건전성을 평가하기 위한 다축 동적 하중 시험 장치는, 상기 시험 대상에 수직 하중을 가하는 1축 하중 시험기; 및 상기 1축 하중 시험기에 장착되고, 상기 시험 대상에 수평 하중을 가하는 동적 하중 모의 장치를 포함할 수 있다.A multiaxial dynamic load test apparatus for evaluating structural integrity of a test object according to an embodiment includes: a uniaxial load tester for applying a vertical load to the test object; And a dynamic load simulation device mounted on the uniaxial load tester and applying a horizontal load to the test object.

상기 동적 하중 모의 장치는, 상기 1축 하중 시험기에 고정되는 프레임; 상기 프레임에 연결되고, 시험 대상에 동적 하중을 전달하는 로드 어셈블리를 포함할 수 있다.The dynamic load simulation device includes: a frame fixed to the uniaxial load tester; It is connected to the frame, it may include a rod assembly for transmitting a dynamic load to the test object.

상기 동적 하중 모의 장치는, 상기 1축 하중 시험기의 재하 방향과 평행하지 않은 방향으로 형성된 레일; 및 상기 레일을 따라서 이동 가능하고, 상기 시험 대상을 지지하는 캐리지를 더 포함할 수 있다.The dynamic load simulation device includes: a rail formed in a direction not parallel to a loading direction of the uniaxial load tester; And a carriage that is movable along the rail and supports the test object.

상기 로드 어셈블리는, 상기 프레임에 연결되는 제 1 로드; 상기 제 1 로드에 대하여 회전 가능하게 연결되는 제 2 로드; 수평 방향 하중을 측정하는 로드 셀; 및 상기 제 2 로드에 연결되는 하중체를 포함할 수 있다.The rod assembly may include a first rod connected to the frame; A second rod rotatably connected to the first rod; A load cell for measuring a horizontal load; And a load body connected to the second rod.

상기 로드 셀은, 측정되는 하중에서 수직 방향으로 작용하는 하중의 영향을 제거할 수 있다.The load cell may remove the influence of a load acting in a vertical direction from the measured load.

상기 로드 셀은, 지면에 평행한 수평 방향에 대하여 상기 제 2 로드가 이루는 각도를 측정하여, 측정되는 하중에서 수직 방향의 분력을 산출하고, 상기 분력을 측정되는 하중으로부터 제외함으로써 순수한 수평 방향의 분력에 대한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.The load cell measures the angle formed by the second rod with respect to the horizontal direction parallel to the ground, calculates the component force in the vertical direction from the measured load, and excludes the component force from the measured load. Information about can be provided to the user.

상기 하중체는, 상기 제 2 로드에 대하여 회전 가능하게 연결될 수 있다.The load body may be rotatably connected with respect to the second rod.

상기 하중체의 외주면에는 불록한 면과 오목한 면이 교번하여 형성될 수 있다.The outer circumferential surface of the load body may be formed by alternating convex and concave surfaces.

상기 로드 어셈블리는, 상기 하중체의 회전에 대한 저항 크기를 조절할 수 있다.The rod assembly may adjust the amount of resistance to rotation of the load body.

상기 하중체는, 상기 제 2 로드에 대하여 탈부착될 수 있다.The load body may be detachable from the second rod.

상기 로드 어셈블리는, 상기 제 2 로드의 하부에 배치되는 플레이트를 더 포함하고, 상기 플레이트는 상기 1축 하중 시험기로부터 발생하는 하중을 상기 제 2 로드를 통해 상기 하중체로 전달하고, 상기 제 2 로드보다 유연한 재질로 형성됨으로써, 상기 제 2 로드의 각도에 따라서 달라지는 상기 플레이트에 대한 상기 제 2 로드의 위치 변화를 수용할 수 있다.The rod assembly further includes a plate disposed under the second rod, wherein the plate transmits a load generated from the uniaxial load tester to the load body through the second rod, and By being formed of a flexible material, it is possible to accommodate a change in the position of the second rod with respect to the plate that varies according to the angle of the second rod.

상기 1축 하중 시험기는, 상승 또는 하강함으로써 상기 시험 대상의 위치를 조절할 수 있는 헤드; 및 상기 시험 대상에 대하여 수직 하중을 인가하는 하중 인가부를 포함할 수 있다.The uniaxial load tester, a head capable of adjusting the position of the test object by raising or lowering; And a load application unit for applying a vertical load to the test object.

상기 하중 인가부는, 고정부; 및 상기 고정부에 대하여 상승 또는 하강하는 이동부를 포함하고, 상기 이동부는 사용자가 설정한 주파수로 진동할 수 있다.The load applying unit, a fixing unit; And a moving part that rises or descends with respect to the fixed part, and the moving part may vibrate at a frequency set by a user.

일 실시 예에 따른 시험 대상의 구조 건전성을 평가하기 위한 다축 동적 하중 시험 장치는, 상기 시험 대상에 수직 하중을 가하는 1축 하중 시험기; 및 상기 1축 하중 시험기에 대하여 이동 가능한 부분을 포함하고, 상기 시험 대상에 이동 하중을 가하는 동적 하중 모의 장치를 포함할 수 있다.A multiaxial dynamic load test apparatus for evaluating structural integrity of a test object according to an embodiment includes: a uniaxial load tester for applying a vertical load to the test object; And a dynamic load simulation device that includes a portion that is movable with respect to the uniaxial load tester and applies a moving load to the test object.

일 실시 예에 따른 시험 대상의 구조 건전성을 평가하기 위한 다축 동적 하중 시험 장치는, 상기 시험 대상에 압력을 가함으로써 수직 방향의 하중을 모의하고, 수직 방향의 하중을 가하는 상태에서 상기 시험 대상을 이동시킴으로써, 수평 방향의 하중을 모의할 수 있다.A multiaxial dynamic load test apparatus for evaluating the structural integrity of a test object according to an embodiment simulates a load in a vertical direction by applying pressure to the test object, and moves the test object in a state where a load in the vertical direction is applied. By doing so, the load in the horizontal direction can be simulated.

일 실시 예에 따른 다축 동적 하중 시험 장치는, 별도의 추가 시스템을 부가하지 않고도, 1축 하중 시험기를 이용함으로써, 실험 대상에 대하여 수직 하중 및 수평 하중을 모의할 수 있다.The multi-axis dynamic load test apparatus according to an embodiment can simulate a vertical load and a horizontal load on a test subject by using a uniaxial load tester without adding a separate additional system.

도 1은 일 실시 예에 따른 다축 동적 하중 시험 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 I-I를 따라 절개한 단면도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 로드 어셈블리를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a multiaxial dynamic load test apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 1.
3 is a view showing a rod assembly according to an embodiment.

이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that the same elements are assigned the same numerals as possible even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment, a detailed description thereof will be omitted.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the constituent elements of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a) and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but another component between each component It should be understood that may be “connected”, “coupled” or “connected”.

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components including common functions will be described using the same name in other embodiments. Unless otherwise stated, descriptions in one embodiment may be applied to other embodiments, and detailed descriptions in the overlapping range will be omitted.

도 1은 일 실시 예에 따른 다축 동적 하중 시험 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 2의 I-I를 따라 절개한 단면도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 로드 어셈블리를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a multiaxial dynamic load testing apparatus according to an embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 2, and FIG. 3 is a view showing a rod assembly according to an embodiment.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 다축 동적 하중 시험 장치(1)는 시험 대상(2)의 구조 건전성을 평가하기 위한 목적으로 시험 대상(2)에 하중을 다축으로 가할 수 있다. 예를 들어, 다축 동적 하중 시험 장치(1)는, 시험 대상(2)에 압력을 가함으로써 수직 방향의 하중을 모의하고, 수직 방향의 하중을 가하는 상태에서 시험 대상(2)을 이동시킴으로써, 수평 방향의 하중을 모의할 수 있다. 다축 동적 하중 시험 장치(1)는, 1축 하중 시험기(11) 및 동적 하중 모의 장치(12)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3, the multiaxial dynamic load test apparatus 1 may apply a load to the test object 2 in multiple axes for the purpose of evaluating the structural integrity of the test object 2. For example, the multiaxial dynamic load test apparatus 1 simulates a load in a vertical direction by applying pressure to the test object 2, and moves the test object 2 in a state where a load in the vertical direction is applied, The load in the direction can be simulated. The multiaxial dynamic load testing device 1 may include a uniaxial load testing machine 11 and a dynamic load simulation device 12.

1축 하중 시험기(11)는 시험 대상(2)에 수직 하중을 가할 수 있다. 예를 들어, 1축 하중 시험기(11)는, 1축으로 하중을 가하는 구조를 갖도록 직접 설계 및 제작될 수도 있으나, 통상적으로 널리 이용되고 있는 만능 재료 시험기(universal testing machine, UTM)(이하, UMT 장비)를 활용할 수도 있다. 이와 같이 UMT 장비를 활용할 경우, 다축 동적 하중 시험 장치(1)를 구성하는 비용과 시간을 절약할 수 있고, 수직 하중을 정량적 및 안정적으로 가할 수 있다. 예를 들어, 1축 하중 시험기(11)는, 헤드(111), 지지대(112), 하중 인가부(113, 114) 및 베이스(115)를 포함할 수 있다.The uniaxial load tester 11 can apply a vertical load to the test object 2. For example, the uniaxial load tester 11 may be directly designed and manufactured to have a structure in which a load is applied in a uniaxial manner, but a universal testing machine (UTM) (hereinafter, referred to as UMT) is widely used. Equipment). When using the UMT equipment as described above, it is possible to save the cost and time of configuring the multi-axis dynamic load test device 1, and to apply a vertical load quantitatively and stably. For example, the uniaxial load tester 11 may include a head 111, a support 112, a load applying unit 113 and 114, and a base 115.

헤드(111)는, 동적 하중 모의 장치(12)가 고정되는 부분으로서, 시험 대상(2)의 위치를 조절할 수 있다.The head 111 is a part to which the dynamic load simulation device 12 is fixed, and the position of the test object 2 can be adjusted.

하중 인가부(113, 114)는, 시험 대상(2)에 수직 하중을 인가할 수 있다. 예를 들어, 하중 인가부(113, 114)는 고정부(114) 및 이동부(113)를 포함할 수 있다.The load application units 113 and 114 can apply a vertical load to the test object 2. For example, the load applying units 113 and 114 may include a fixing unit 114 and a moving unit 113.

이동부(113)는, 고정부(114)에 대하여 상승 또는 하강할 수 있다. 이동부(113)가 고정부(114)에 대하여 상승할 경우, 시험 대상(2)에 이동부(113)가 상승하는 방향의 하중을 가할 수 있다. 한편, 이동부(113)는 사용자가 설정한 주파수로 진동할 수도 있다. 예를 들면, 이동부(113)는 편심 모터 등 진동을 인가할 수 있는 진동 수단을 포함할 수 있다. 이와 같이 이동부(113)가 진동함에 따라서, 실제 대상물에 작용하는 수직 하중뿐만 아니라 진동까지 유사하게 모의할 수 있으므로, 실제 환경에서 작용할 수 있는 다양한 형태의 하중에 대한 구조 건전성 평가를 수행할 수 있다.The moving part 113 can rise or fall with respect to the fixed part 114. When the moving part 113 rises with respect to the fixed part 114, a load in the direction in which the moving part 113 rises may be applied to the test object 2. Meanwhile, the moving unit 113 may vibrate at a frequency set by a user. For example, the moving unit 113 may include a vibration means capable of applying vibration such as an eccentric motor. As the moving part 113 vibrates in this way, not only the vertical load acting on the actual object but also the vibration can be similarly simulated, so that structural integrity evaluation for various types of loads that can act in the real environment can be performed. .

고정부(114) 및 이동부(113)는, 하중 인가부(113, 114)가 유압식으로 구성될 경우에는 각각 실린더 및 램을 포함할 수 있다. 램이 이동부(113)로서 실린더 내부에서 상승하여 수직 하중을 가할 수 있다. 이 외에도, 하중 인가부(113, 114)는 고정부(114) 및 이동부(113)가 나사 결합하여, 상대적인 회전 운동을 통하여 이동부(113)를 상승 또는 하강시킬 수도 있다. 이와 같이, 고정부(114) 및 이동부(133)는 상대적인 직선 방향의 움직임을 구현할 수 있으면 충분하며, 반대되는 기재가 없는 이상, 이와 다른 다양한 방식의 구조물이 적용될 수 있다는 점을 밝혀 둔다.The fixed portion 114 and the moving portion 113 may include a cylinder and a ram, respectively, when the load applying portions 113 and 114 are configured in a hydraulic manner. The ram as the moving part 113 may rise inside the cylinder to apply a vertical load. In addition, the load applying units 113 and 114 may be screwed with the fixing unit 114 and the moving unit 113 to raise or lower the moving unit 113 through a relative rotational motion. As such, it should be noted that the fixed portion 114 and the moving portion 133 are sufficient if they can implement a relative linear movement, and that various other types of structures can be applied unless there is an opposite description.

동적 하중 모의 장치(12)는, 1축 하중 시험기(11)에 장착되고, 시험 대상(2)에 수평 하중을 가할 수 있다. 1축 하중 시험기(11)에 대하여 이동 가능한 부분을 포함하고, 시험 대상(2)에 이동 하중을 가할 수 있다. 예를 들어, 동적 하중 모의 장치(12)는, 프레임(121), 레일(122), 캐리지(123) 및 로드 어셈블리(125)를 포함할 수 있다.The dynamic load simulation device 12 is attached to the uniaxial load tester 11 and can apply a horizontal load to the test object 2. It includes a movable part with respect to the uniaxial load tester 11, and a moving load can be applied to the test object 2. For example, the dynamic load simulation device 12 may include a frame 121, a rail 122, a carriage 123, and a rod assembly 125.

프레임(121)은 1축 하중 시험기(11)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 1축 하중 시험기(11)의 하단, 즉, 헤드(111)의 밑면에 고정되어 시험 대상(2) 바닥면을 향하게 할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 헤드(111)의 위치에 영향을 받지 않고, 프레임(121)의 길이 방향으로 캐리지(123)를 이동시키는 것이 가능하므로, 충분한 거리로 이동 하중 시험을 수행할 수 있다.The frame 121 may be fixed to the uniaxial load tester 11. For example, it may be fixed to the lower end of the uniaxial load tester 11, that is, the lower surface of the head 111 to face the bottom surface of the test object 2. According to such a structure, since it is possible to move the carriage 123 in the longitudinal direction of the frame 121 without being affected by the position of the head 111, a moving load test can be performed at a sufficient distance.

로드 어셈블리(125)는 프레임(121)에 연결되고, 시험 대상(2)에 동적 하중을 전달할 수 있다. 로드 어셈블리(125)는, 제 1 로드(1251), 제 2 로드(1253), 로드 셀(1252), 하중체(1254) 및 플레이트(1255)를 포함할 수 있다.The rod assembly 125 is connected to the frame 121 and can transmit a dynamic load to the test object 2. The rod assembly 125 may include a first rod 1251, a second rod 1253, a load cell 1252, a load body 1254, and a plate 1255.

제 1 로드(1251)는 프레임(121)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 1 로드(1251)의 일단은 프레임(121)에 회전 가능하게 연결되고, 타단은 로드 셀(1252) 또는 제 2 로드(1253)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. The first rod 1251 may be connected to the frame 121. For example, one end of the first rod 1251 may be rotatably connected to the frame 121, and the other end may be rotatably connected to the load cell 1252 or the second rod 1253.

제 2 로드(1253)는 제 1 로드(1251)에 대하여 회전 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 2 로드(1253)는, 로드 셀(1252)을 매개체로 제 1 로드(1251)에 간접적으로 연결될 수 있다. 한편, 이와 달리, 제 2 로드(1253)가 제 1 로드(1251)에 직접적으로 연결되고, 로드 셀(1252)이 제 2 로드(1253)의 내부에 내장되는 것도 가능함을 밝혀 둔다.The second rod 1253 may be rotatably connected with respect to the first rod 1251. For example, the second rod 1253 may be indirectly connected to the first rod 1251 via the load cell 1252 as a medium. On the other hand, unlike this, it is revealed that it is possible that the second rod 1253 is directly connected to the first rod 1251 and the load cell 1252 may be embedded inside the second rod 1253.

로드 셀(1252)은 하중체(1254)를 통하여 제 2 로드(1253)로 전달되는 수평 방향 하중을 측정할 수 있다. 예를 들어, 로드 셀(1252)은 측정되는 하중에서 수직 방향(즉, 중력 방향)으로 작용하는 하중의 영향을 제거함으로써, 보다 정확한 수평 방향 하중을 측정할 수 있다. 예를 들어, 다축 동적 하중 시험 장치(1)는, 지면에 평행한 수평 방향에 대하여 제 2 로드(1253)가 이루는 각도를 측정 가능한 각도 센서를 포함하고, 로드 셀(1252)은 각도 센서를 통하여 측정되는 하중에서 수직 방향의 분력을 산출하고, 분력을 측정되는 하중으로부터 제외시킬 수 있다. 상술한 각도 센서로는 예를 들어, 제 2 로드(1253)에 부착되는 IMU 센서 등이 사용될 수 있다. The load cell 1252 may measure a horizontal load transmitted to the second rod 1253 through the load body 1254. For example, the load cell 1252 may measure a more accurate horizontal load by removing the influence of the load acting in the vertical direction (ie, the direction of gravity) from the measured load. For example, the multi-axis dynamic load test apparatus 1 includes an angle sensor capable of measuring an angle formed by the second rod 1253 with respect to a horizontal direction parallel to the ground, and the load cell 1252 is through the angle sensor. The component force in the vertical direction can be calculated from the measured load, and the component force can be excluded from the measured load. As the above-described angle sensor, for example, an IMU sensor attached to the second rod 1253 may be used.

하중체(1254)는 직접적으로 시험 대상(2)에 접촉하여 하중을 인가하는 부재이다. 예를 들어, 하중체(1254)는, 제 2 로드(1253)에 대하여 회전 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 로드 어셈블리(125)는 하중체(1254)의 회전에 대한 저항 크기를 조절할 수 있다. 이와 같이, 하중체(1254)의 회전 운동에 관한 자유도를 높임으로써, 실제 대상물에 작용하는 하중과 유사하게 다축 동적 하중을 모의할 수 있다. 한편, 이는 하나의 예시에 불과하며, 제 2 로드(1253)에 고정될 수도 있음을 밝혀 둔다. The load body 1254 is a member that directly contacts the test object 2 and applies a load. For example, the load body 1254 may be rotatably connected with respect to the second rod 1253. For example, the rod assembly 125 may adjust the amount of resistance to rotation of the load body 1254. In this way, by increasing the degree of freedom with respect to the rotational motion of the load body 1254, it is possible to simulate a multiaxial dynamic load similar to a load acting on an actual object. On the other hand, this is only an example, it should be noted that it may be fixed to the second rod (1253).

예를 들어, 하중체(1254)는, 제 2 로드(1253)에 탈부착 가능하게 제공됨으로써, 시험 대상(2)에 인가하고자 하는 하중에 패턴에 따라서 교체될 수 있다. 즉, 모사하고자 하는 환경에 부합하는 접촉면을 갖는 하중체(1254)를 선별하여 로드 어셈블리(125)에 적용할 수 있다. For example, the load body 1254 may be provided detachably to the second rod 1253, and thus may be replaced according to a pattern according to a load to be applied to the test object 2. That is, the load body 1254 having a contact surface suitable for the environment to be simulated may be selected and applied to the rod assembly 125.

예를 들어, 하중체(1254)의 외주면의 형상을 다양하게 함으로써, 모사하고자 하는 지형 프로파일을 구현할 수 있다. 구체적으로, 하중체(1254)의 외주면을 오목한 부분 및 볼록한 부분을 랜덤하게 배치함으로써, 실제로 울퉁불퉁한 면에서의 하중 재하를 재연할 수 있다. For example, by varying the shape of the outer peripheral surface of the load body 1254, it is possible to implement a topographic profile to be simulated. Specifically, by randomly arranging concave portions and convex portions on the outer circumferential surface of the load body 1254, it is possible to actually reproduce the load loading on the uneven surface.

예를 들어, 하중체(1254)의 회전축(1256)은, 서보 모터 등 회전 속도가 조절 가능한 구동원에 연결될 수 있다. 예를 들어, (i)회전축(1256)은 하중체(1254)가 제 2 로드(1253)에 대하여 회전하지 않도록 고정됨으로써, 시험 대상(2)이 하중체(1254)와 맞닿은 상태에서 지속적으로 마찰을 일으키며 이동되도록 할 수 도 있고, (ii)하중체(1254) 중 시험 대상(2)에 맞닿는 부분의 선속도가 시험 대상(2)의 이동 속도보다 작게 유지할 수 있고, (iii)하중체(1254) 중 시험 대상(2)에 맞닿는 부분의 선속도가 시험 대상(2)의 이동 속도와 동일한 속도로 회전할 수도 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 하중체(1254)의 외주면에 오목한 부분 및 볼록한 부분이 일정하게 배치된 상태에서도, 하중체(1254)를 교체할 필요없이, 회전축(1256)의 회전 속도를 제어함으로써, 희망하는 지형 프로파일으로 시험 대상(2)에 하중을 인가시키는 시험이 가능해 진다.For example, the rotational shaft 1256 of the load body 1254 may be connected to a driving source such as a servo motor with adjustable rotational speed. For example, (i) the rotating shaft 1256 is fixed so that the load body 1254 does not rotate with respect to the second rod 1253, so that the test object 2 continues to rub against the load body 1254. It can be moved while causing (ii) the linear velocity of the part of the load 1254 that comes into contact with the test object (2) is less than the moving speed of the test object (2), and (iii) the load ( In 1254), the linear speed of the portion that contacts the test object 2 may rotate at the same speed as the moving speed of the test object 2. According to this configuration, even in a state in which concave portions and convex portions are uniformly arranged on the outer circumferential surface of the load body 1254, it is desired by controlling the rotation speed of the rotation shaft 1256 without the need to replace the load body 1254. It is possible to apply a load to the test object (2) with the terrain profile.

플레이트(1255)는, 제 2 로드(1253)의 하부에 배치될 수 있다. 플레이트(1255)는 1축 하중 시험기(11)로부터 발생하는 하중을 제 2 로드(1253)를 통해 하중체(1254)로 전달할 수 있다. 플레이트(1255)는, 예를 들어, 제 2 로드(1253) 및/또는 이동부(113) 보다 유연한 재질로 형성됨으로써, 제 2 로드(1253)의 각도에 따라서 달라지는 플레이트(1255)에 대한 제 2 로드(1253)의 위치 변화를 수용할 수 있다.The plate 1255 may be disposed under the second rod 1253. The plate 1255 may transmit a load generated from the uniaxial load tester 11 to the load body 1254 through the second rod 1253. The plate 1255 is formed of, for example, a material that is more flexible than the second rod 1253 and/or the moving part 113, so that the second rod 1255 with respect to the plate 1255 varies according to the angle of the second rod 1253. A change in the position of the rod 1253 can be accommodated.

레일(122)은 1축 하중 시험기(11)의 재하 방향과 평행하지 않은 방향, 예를 들면, 수직한 방향으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 레일(122)은 캐리지(123)를 지면에 대하여 수평한 방향으로 이동시킬 수 있다.The rail 122 may be formed in a direction not parallel to the loading direction of the uniaxial load tester 11, for example, in a vertical direction. For example, the rail 122 may move the carriage 123 in a horizontal direction with respect to the ground.

캐리지(123)는 레일(122)을 따라서 이동 가능하고, 시험 대상(2)을 지지할 수 있다. 캐리지(123)는 레일(122) 상에서, 캐리지(123)를 이동시키는 복수 개의 롤러(1231)를 포함할 수 있다. The carriage 123 is movable along the rail 122 and can support the test object 2. The carriage 123 may include a plurality of rollers 1231 for moving the carriage 123 on the rail 122.

이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by the limited drawings, various modifications and variations are possible from the above description to those of ordinary skill in the art. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as the described structure, device, etc. are combined or combined in a form different from the described method, or in other components or equivalents. Even if substituted or substituted by, appropriate results can be achieved.

Claims (15)

시험 대상의 구조 건전성을 평가하기 위한 다축 동적 하중 시험 장치에 있어서,
상기 시험 대상에 수직 하중을 가하는 1축 하중 시험기; 및
상기 1축 하중 시험기에 장착되고, 상기 시험 대상에 수평 하중을 가하는 동적 하중 모의 장치를 포함하고,
상기 동적 하중 모의 장치는,
상기 1축 하중 시험기에 고정되는 프레임;
상기 프레임에 연결되고, 시험 대상에 동적 하중을 전달하는 로드 어셈블리;
상기 1축 하중 시험기의 재하 방향과 평행하지 않은 방향으로 형성된 레일; 및
상기 레일을 따라서 이동 가능하고, 상기 시험 대상을 지지하는 캐리지를 포함하고,
상기 로드 어셈블리는,
상기 프레임에 연결되는 제 1 로드;
상기 제 1 로드에 대하여 회전 가능하게 연결되는 제 2 로드;
수평 방향 하중을 측정하는 로드 셀; 및
상기 제 2 로드에 연결되는 하중체를 포함하는 다축 동적 하중 시험 장치.
In a multiaxial dynamic load test apparatus for evaluating the structural integrity of a test object,
A uniaxial load tester that applies a vertical load to the test object; And
It is mounted on the uniaxial load tester, and includes a dynamic load simulation device for applying a horizontal load to the test object,
The dynamic load simulation device,
A frame fixed to the uniaxial load tester;
A rod assembly connected to the frame and transmitting a dynamic load to a test object;
A rail formed in a direction not parallel to the loading direction of the uniaxial load tester; And
And a carriage movable along the rail and supporting the test object,
The rod assembly,
A first rod connected to the frame;
A second rod rotatably connected to the first rod;
A load cell for measuring a horizontal load; And
Multiaxial dynamic load testing apparatus comprising a load body connected to the second rod.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 로드 셀은,
측정되는 하중에서 수직 방향으로 작용하는 하중의 영향을 제거하는 것을 특징으로 하는 다축 동적 하중 시험 장치.
The method of claim 1,
The load cell,
Multiaxial dynamic load testing apparatus, characterized in that removing the influence of the load acting in the vertical direction from the measured load.
 제 5 항에 있어서,
상기 로드 셀은,
지면에 평행한 수평 방향에 대하여 상기 제 2 로드가 이루는 각도를 측정하여, 측정되는 하중에서 수직 방향의 분력을 산출하고,
상기 분력을 측정되는 하중으로부터 제외함으로써 순수한 수평 방향의 분력에 대한 정보를 사용자에게 제공 가능한 것을 특징으로 하는 다축 동적 하중 시험 장치.
The method of claim 5,
The load cell,
By measuring the angle made by the second rod with respect to the horizontal direction parallel to the ground, the component force in the vertical direction is calculated from the measured load,
Multiaxial dynamic load testing apparatus, characterized in that it is possible to provide information on the component force in a pure horizontal direction to the user by excluding the component force from the measured load.
 제 1 항에 있어서,
상기 하중체는, 상기 제 2 로드에 대하여 회전 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 다축 동적 하중 시험 장치.
The method of claim 1,
The load body is a multiaxial dynamic load test apparatus, characterized in that the connection is rotatably connected to the second rod.
 제 7 항에 있어서,
상기 하중체의 외주면에는 불록한 면과 오목한 면이 교번하여 형성되는 것을 특징으로 하는 다축 동적 하중 시험 장치.
The method of claim 7,
Multiaxial dynamic load testing apparatus, characterized in that formed by alternating convex and concave surfaces on the outer peripheral surface of the load body.
 제 7 항에 있어서,
상기 로드 어셈블리는,
상기 하중체의 회전에 대한 저항 크기를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 다축 동적 하중 시험 장치.
The method of claim 7,
The rod assembly,
Multi-axis dynamic load testing apparatus, characterized in that the amount of resistance to rotation of the load body can be adjusted.
 제 1 항에 있어서,
상기 하중체는, 상기 제 2 로드에 대하여 탈부착 가능한 것을 특징으로 하는 다축 동적 하중 시험 장치.
The method of claim 1,
The load body is a multiaxial dynamic load test apparatus, characterized in that the detachable from the second rod.
 제 1 항에 있어서,
상기 로드 어셈블리는,
상기 제 2 로드의 하부에 배치되는 플레이트를 더 포함하고,
상기 플레이트는 상기 1축 하중 시험기로부터 발생하는 하중을 상기 제 2 로드를 통해 상기 하중체로 전달하고, 상기 제 2 로드보다 유연한 재질로 형성됨으로써, 상기 제 2 로드의 각도에 따라서 달라지는 상기 플레이트에 대한 상기 제 2 로드의 위치 변화를 수용하는 것을 특징으로 하는 다축 동적 하중 시험 장치.
The method of claim 1,
The rod assembly,
Further comprising a plate disposed under the second rod,
The plate transfers the load generated from the uniaxial load tester to the load body through the second rod, and is formed of a material that is more flexible than the second rod, so that the plate for the plate varies according to the angle of the second rod. Multi-axis dynamic load testing apparatus, characterized in that to accommodate the position change of the second rod.
 제 1 항에 있어서,
상기 1축 하중 시험기는,
상승 또는 하강함으로써 상기 시험 대상의 위치를 조절할 수 있는 헤드; 및
상기 시험 대상에 대하여 수직 하중을 인가하는 하중 인가부를 포함하는 다축 동적 하중 시험 장치.
The method of claim 1,
The uniaxial load tester,
A head capable of adjusting the position of the test object by raising or lowering; And
Multiaxial dynamic load testing apparatus comprising a load applying unit for applying a vertical load to the test object.
 제 12 항에 있어서,
상기 하중 인가부는,
고정부; 및
상기 고정부에 대하여 상승 또는 하강하는 이동부를 포함하고,
상기 이동부는 사용자가 설정한 주파수로 진동하는 것을 특징으로 하는 다축 동적 하중 시험 장치.
The method of claim 12,
The load applying unit,
Fixed part; And
It includes a moving part that rises or descends with respect to the fixed part,
The multi-axis dynamic load test apparatus, characterized in that the moving unit vibrates at a frequency set by a user.
 삭제delete 시험 대상의 구조 건전성을 평가하기 위한 다축 동적 하중 시험 장치에 있어서,
상기 시험 대상에 수직 하중을 가하는 1축 하중 시험기; 및
상기 1축 하중 시험기에 장착되고, 상기 시험 대상에 수평 하중을 가하는 동적 하중 모의 장치를 포함하고,
상기 동적 하중 모의 장치는,
상기 1축 하중 시험기에 고정되는 프레임;
상기 프레임에 연결되고, 시험 대상에 동적 하중을 전달하는 로드 어셈블리;
상기 1축 하중 시험기의 재하 방향과 평행하지 않은 방향으로 형성된 레일; 및
상기 레일을 따라서 이동 가능하고, 상기 시험 대상을 지지하는 캐리지를 포함하고,
상기 로드 어셈블리는,
상기 프레임에 연결되는 제 1 로드;
상기 제 1 로드에 대하여 회전 가능하게 연결되는 제 2 로드;
수평 방향 하중을 측정하는 로드 셀; 및
상기 제 2 로드에 연결되는 하중체를 포함하고,
상기 시험 대상에 압력을 가함으로써 수직 방향의 하중을 모의하고, 수직 방향의 하중을 가하는 상태에서 상기 시험 대상을 이동시킴으로써, 수평 방향의 하중을 모의하는 것을 특징으로 하는 다축 동적 하중 시험 장치.In a multiaxial dynamic load test apparatus for evaluating the structural integrity of a test object,
A uniaxial load tester that applies a vertical load to the test object; And
It is mounted on the uniaxial load tester, and includes a dynamic load simulation device for applying a horizontal load to the test object,
The dynamic load simulation device,
A frame fixed to the uniaxial load tester;
A rod assembly connected to the frame and transmitting a dynamic load to a test object;
A rail formed in a direction not parallel to the loading direction of the uniaxial load tester; And
And a carriage movable along the rail and supporting the test object,
The rod assembly,
A first rod connected to the frame;
A second rod rotatably connected to the first rod;
A load cell for measuring a horizontal load; And
Including a load body connected to the second rod,
A multiaxial dynamic load testing apparatus, characterized in that the load in the vertical direction is simulated by applying pressure to the test object, and the load in the horizontal direction is simulated by moving the test object in a state where the load in the vertical direction is applied.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH1073521A (en) * 1996-08-30 1998-03-17 Tokyo Koki Seizosho:Kk Two-axial load testing machine

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