KR102204325B1 - 동하중부가장치 - Google Patents

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KR102204325B1
KR102204325B1 KR1020190092329A KR20190092329A KR102204325B1 KR 102204325 B1 KR102204325 B1 KR 102204325B1 KR 1020190092329 A KR1020190092329 A KR 1020190092329A KR 20190092329 A KR20190092329 A KR 20190092329A KR 102204325 B1 KR102204325 B1 KR 102204325B1
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최훈석
이준호
김용일
정소라
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국방과학연구소
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Abstract

동하중부가장치가 개시된다. 상기 동하중부가장치는, 지지부, 및 상기 지지부의 상단에 배치되며, 시험 대상물에 미리 설정되는 힘을 가하여 하중을 부가하는 충격하중 전달부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 낙하물의 위치 에너지와 스프링을 포함하는 하중 전달장치를 이용하여, 시험물에 작용하는 하중 크기와 작동 시간을 조절할 수 있는 기능을 지닌 동하중부가장치로서, 이의 적용을 통해 각종 동적 하중 시험평가를 장비를 저렴하게 구성할 수 있다.

Description

동하중부가장치{DYANAMIC FORCE GENERATING APPARATUS}
본 발명은 동하중부가 기술에 관한 것으로서, 연직 낙하추의 위치 에너지를 이용하여 형성되는 운동 에너지와 이에 의해 형성된 스프링 반력을 이용하여 동적하중을 발생시키는 동하중부가장치 및 이의 조립 방법에 관한 것이다.
하중부가시험에 적용되는 장치는 시험하중의 크기만을 고려하는 정적하중에 의하는 경우와, 힘의 크기와 최대값 도달시간 및 유지시간이 중요시되는 동적하중시험으로 나뉜다. 하중이 저속으로 부가되는 정적하중 시험과는 달리 동적하중시험은 단시간(경우에 따라서는 수십 ms 또는 그 이하) 동안에 큰 힘을 요구하는 경우가 있다. 또한, 유지시간에 대한 요구사항도 중요하며, 경우에 따라서는 이동거리(행정)을 요하는 경우가 있다. 일반적으로 이를 구현하기 위해서는 시험장치는 고성능의 액튜 에이터를 필요하게 되고, 경우에 따라서는, 방대한 시설을 요하게 된다.
한 예로, 유도탄이 항공기에 탑재되어 운용되는 발사대/발사관을 이용하여 발사될 경우, 발사 전에는 유도탄을 안정적으로 고정하고, 발사 시에 추진기관의 추진력에 의해 고정장치(DETENT기구)가 해제되어 유도탄을 이동하게 하는 개념이 통상 적용되고 있다. 해당 고정장치는 정적하중에 의한 성능 평가도 필요하지만, 추진기관이 연소되는 실제 환경 즉, 동적하중이 부가되는 환경에서 기구의 성능 평가가 중요하다.
이는 유도탄의 해제력으로 쓰이는 추진기관의 연소 형태가 짧은 시간에 큰 힘에 이르는 동적하중의 성격을 지닌다. 여기 반응하는 구조물(유도탄)과 고정장치 역시 질량과 강성으로 구성되는 동적 시스템으로, 일반적인 정적시험과 상당 다른 결과를 나올 수 있다. 즉, 정적시험에 의한 평가 결과에 의존할 경우에는 실제 발사 시에는 예측치 못한 결과를 낳을 수 있기 때문이다.
하중시험장치는 통상 쓰이는 시험기(Instron 등) 또는 고정장치 및 액튜에이터 등으로 구성된다. 동적시험장치는 시험기의 동적반응이 빠른 경우이며, 이 경우 하중의 크기, 부가 속도와 지속거리의 제약을 받게 되어, 기존의 시험장치에 의할 경우 다양한 형태와 용도 및 환경에서 요구되는 동적하중 부가는 쉽지 않다.
일반적으로 대부분의 동적하중시험은 과도반응 확인이 중요하다. 따라서 장시간 또는 큰 행정을 가지고 하중을 부가하는 정적 하중 시험 장치와는 달리, 원하는 힘이 규정된 짧은 시간에 특정 수준까지 도달하는 것을 특징으로 하며, 적은 행정 구간에 해당 기구의 작동시점의 현상 확인을 주목적으로 한다.
1. 한국등록특허 제10-1897588호(등록: 2018.09.05) 2. 한국공개특허 제10-2005-0120262호
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 장시간 또는 큰 행정을 가지고 하중을 부가하는 정적 하중 시험 장치와는 달리, 원하는 힘이 규정된 짧은 시간에 특정 수준까지 도달하는 것을 특징으로 하며, 적은 행정 구간에 해당 기구의 작동시점의 현상 확인을 위한 동하중부가장치 및 이의 조립 방법을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 낙하물의 위치 에너지와 스프링을 포함하는 하중 전달장치를 이용하여, 시험물에 작용하는 하중 크기 및/또는 작동 시간을 조절할 수 있는 기능을 지닌 동하중부가장치 및 이의 조립 방법을 다른 목적으로 한다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 원하는 힘이 규정된 짧은 시간에 특정 수준까지 도달하는 것을 특징으로 하며, 적은 행정 구간에 해당 기구의 작동시점의 현상 확인을 위한 동하중부가장치를 제공한다.
상기 동하중부가장치는,
지지부; 및
상기 지지부의 상단에 배치되며, 시험 대상물에 미리 설정되는 힘을 가하여 하중을 부가하는 충격하중 전달부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 동하중부가장치는, 상기 지지부의 일부 상단면에 수직 이동되게 결합되는 수직 이동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수직 이동부는, 충돌 속도를 유발시키기 위해 상기 수직 이동부의 상단면에 연직 낙하되게 배치되는 연직 낙하추; 및 상기 연직 낙하추와의 충돌에 의해 수직 이동하는 이동판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충격하중 전달부는, 상기 지지부의 상단면에 설치되는 제 1 지지대의 상단면에 고정되는 고정판 상부; 상기 고정판 상부에 조립되며 이동가능한 이동자 몸체; 및 상기 이동자 몸체의 상단면을 덮는 이동자 덮개 조립체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동자 몸체는, 일단에 형성되며, 상기 시험 대상물에 하중을 전달하는 충돌자; 상기 하중의 크기와 작동 시간의 조정에 적용되는 충돌자 스프링; 및 수직 이동부의 수직운동을 수평운동으로 전환하는 전달 케이블을 가이딩하는 이동자 롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충돌자는 나사 형태인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 동하중부가장치는, 상기 충돌자를 이용하여 상기 충돌자 스프링의 예압을 조절하는 데 적용되며 상기 충돌자에 체결되는 충돌자 조정너트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충돌자 조정너트의 상단 일부가 삽입되는 가이드홀이 형성되며, 상기 충돌자 조정너트의 이동을 멈추도록 상기 고정판 상부의 일단에 조립되는 멈춤판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전달 케이블은 상기 이동자 롤러를 중심으로 상기 고정판 상부의 일단에 형성되는 제 1 지지대 전방롤러 및 제 2 지지대 전방롤러 및 상기 제 1 지지대 전방롤러 및 제 2 지지대 전방롤러와 일정 간격을 두고 설치되는 제 1 지지대 후방롤러 및 제 2 지지대 후방롤러에 의해 유도되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동판은, 상기 연직 낙하추의 운동량을 전달받는 이동 상판; 일단이 상기 이동 상판과 연결되는 연결판; 및 상기 연결판의 타단과 연결되며, 상기 전달 케이블를 고정하는 매듭 돌출부가 양단에 형성되는 이동 하판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 동하중부가장치는, 상기 연직 낙하추를 안정적으로 유도하는 낙하추 유도선;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 낙하추 유도선을 위한 피스톤이 이동 상판, 이동 하판, 연결판의 중심에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충돌자에는 충돌시 하중의 크기 및 하중의 작동 시간을 계측하기 위한 로드셀이 부착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충돌자 스프링은 교체가 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하중의 크기 및 하중의 작동 시간은, 수직 이동부의 제 1 이동 가능 거리와 충격하중 전달부의 제 2 이동 거리 및 충돌자 스프링의 제 3 이동 가능 거리의 설정에 따라 단순 스프링력이 작용하는 경우, 초기 스프링력 작용 후에 제동 충격력이 작용하는 경우로 구분하여 조정될 수 있는 것을 특징으로 한다.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, (a) 지지부를 준비하는 단계; 및 (b) 시험 대상물에 미리 설정되는 힘을 가하여 하중을 부가하는 충격하중 전달부를 상기 지지부의 상단에 배치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 동하중부가장치의 조립 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 낙하물의 위치 에너지와 스프링을 포함하는 하중 전달장치를 이용하여, 시험물에 작용하는 하중 크기와 작동 시간을 조절할 수 있는 기능을 지닌 동하중부가장치로서, 이의 적용을 통해 각종 동적 하중 시험평가를 장비를 저렴하게 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 이의 활용을 통해 원하는 동하중시험을 신뢰도 있게 수행할 수 있게 된다는 점을 들 수 있다.
도 1 및 도 2는 일반적인 정적 하중부가장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 물리적 원리를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 낙하체의 운동 에너지를 활용한 동하중부가장치(400)의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 충격하중전달부(410)의 부분 분해 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 연직낙하추(440) 및 수직 이동부(430)의 부분 확대 사시도이다.
도 7은 도 4에 도시된 충격하중전달부(410)의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 동하중부가장치(400)의 조립 과정을 보여주는 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제 1, 제 2등의 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 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 동하중부가장치 및 이의 조립 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 일반적으로 적용되는 하중시험장치를 보여준다. 도 1은 만능 시험기 형상이며, 도 2는 충격시험기 형상이다. 동하중부가장치의 경우 일반적으로 시편 단위의 시험이나, 또는 일반적인 규격에 의한 충격하중 부가에 쓰이며, 본 발명의 취지에 맞는 특정 크기와 유지시간을 지닌 하중 부가에는 적합지 않은 기구이다. 또한, 도 1 및 도 2에 도시된 개념에 의해 이를 구현할 경우 시험기구 변경등 상당한 비용을 요하며, 쉽게 적용하기 힘든 접근이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 물리적 원리를 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 질량 m인 물체가 속도 V로 탄성계수 k를 갖는 용수철에 충돌한후 반발력 f(t)가 발생한다. 아래 곡선은 반발력과 시간 변화의 관계를 보여주는 곡선이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 낙하체의 운동 에너지를 활용한 동하중부가장치(400)의 사시도이다. 도 4를 참조하면, 동하중부가장치(400)는, 받침대(450), 지지부(420), 충격하중 전달부(410), 수직 이동부(430), 및 연직 낙하추(440) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
지지부(420)는 받침대(450)의 상단에 배치된다. 특히, 지지부(420)는 충격하중 전달부(410) 및 수직 이동부(430)를 지지하는 기능을 한다.
또한, 수직 이동부(430)는 지지부(420)의 일부 상단면에 수직 이동되게 결합된다.
또한, 연직 낙하추(440)는 수직 이동부(430)의 상단면에 연직 낙하되게 배치된다.
충격하중 전달부(410)는 상기 지지부(420)의 상단에 배치되며, 시험 대상물(40)에 미리 설정되는 힘(F(t))을 가한다. 부연하면, 시험 대상물(40)은 일반적으로 특정하중 이하에서는 고정이 이완되는 시험물이 된다. 따라서, 특정 높이(h)에서 낙하되는 연직 낙하추(440)는 위치 에너지에 의해 가속되어 수직 이동부(430)와 충돌 직전에 속도(va)는 다음과 같다.
Figure 112019078163302-pat00001
여기서, g는 중력 가속도이고, h는 연직 낙하추(440)의 초기 높이이다.
연직 낙하추(440)가 수직 이동부(430)의 상단면에 충돌되면, 수직 이동부(430)는 충돌 후 속도(vb)를 갖고 충격 전달부(410)를 가동시키게 되고, 이로 인해 시험 대상물(40)에 원하는 크기와 작동 시간을 갖는 힘(F(t))을 작동하도록 한다. 시험 대상물(40)은 시험용도에 맞추어 필요시에는 실제 운용환경(실물 조립구조 형상 등)에 맞추어 구성하여 동적하중을 적용할 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 충격하중 전달부(410)의 부분 분해 사시도이다. 도 5를 참조하면, 충격하중 전달부(410)는 지지부(420)의 상단면에 결합된다. 이를 위해, 지지부(420)는 직육면체형의 지지대(526)와 가이드대(527)로 구성되며, 지지대(526)와 가이드대(527) 사이에 간격 고정대(526-1)가 가로로 배치되어 결합되는 구조를 갖는다.
충격하중 전달부(410) 내부의 형상을 보여주기 위해 이동자 덮개 조립체(516)와 멈춤판(513)을 수직으로 이동시킨 형상이다. 충격하중 전달부(410)는 수직 이동부(430)에 의해 발생된 수직운동을 전달 케이블(533)에 의해 수평운동을 하여 시험 대상물(40)에 충격을 가한다.
충격하중 전달부(410)는, 지지대(526)의 상단면에 고정되는 고정판 상부(510), 고정판 상부(510)에 조립되며 이동할 수 있도록 구성된 이동자 몸체(511), 이 이동자 몸체(511)의 상단면을 덮는 이동자 덮개 조립체(516) 등으로 구성될 수 있다.
이동할 수 있도록 구성된 이동자 몸체(511)는, 하중의 크기와 작동 시간의 조정에 적용되는 충돌자 스프링(512), 시험 대상물(40)에 하중을 전달하고 한쪽에는 나사형태를 지니는 충돌자(518), 충돌자(518)에 체결되며 충돌자 스프링(512)의 예압을 조절하는 데 적용되는 충돌자 조정너트(514), 수직 이동부(430)의 수직운동을 수평운동으로 전환하는 데 적용되는 이동자 롤러(517) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 나사형태의 충돌자(518)와 충돌자 조정너트(514)를 조이거나 풀어 충돌자 스프링(512)의 압축 정도를 조절할 수 있다. 또한, 충돌자 스프링(512)은 하중의 크기 및/또는 하중의 작동 시간을 제어가 가능하도록 교체가 가능하다. 즉, 탄성계수를 달리하는 스프링으로 교체될 수 있다.
충돌자(518)에는 충돌 시 하중의 크기와 하중의 작동 시간을 계측할 수 있는 로드셀(미도시)이 부착되어 활용될 수 있다. 충돌자 스프링(512)은 다양한 하중 형태와 작용 시간을 구현하기 위해 스프링의 강성이나 배열(직렬 또는 병렬 형태)을 다양하게 구성할 수 있다.
지지부(420)은 충격하중 전달부(410)을 고정하고, 수직 이동부(430)의 수직운동을 유지하는 기능을 수행하며, 충격하중 전달부(410)을 고정하는 고정판 상부(510), 전달 케이블(533)를 가이드하는 역할을 수행하는 제 1 및 제 2 지지대 전방롤러(519A,519B), 이동자 몸체(511)의 하부에 부착된 가이드용 핀(미도시)과 함께 이동자 몸체(511)가 충격하중 전달부(410)에서 이탈되지 않도록 구속을 수행하는 멈춤판(513), 수직 이동부(430)의 완충과 멈춤을 돕는 완충기(524), 제 1 및 제 2 지지대 전방롤러(519A,519B)와 함께 전달 케이블(533)을 유도하는 제 1 및 제 2 지지대 후방롤러(515A,515B), 고정판 상부(510)의 앞단에 형성되는 제 1 및 제 2 지지대 전방롤러(519A,519B), 수직 이동부(430)의 이동을 유도하는 가이드대(527) 등으로 구성되어 있다. 제 1 및 제 2 지지대 후방롤러(515A,515B)는 제 1 및 제 2 지지대 전방롤러(519A,519B)와 일정 간격을 두고 보강대(528)에 고정설치된다. 이 제 1 및 제 2 지지대 후방롤러(515A,515B)를 지지하기 위해 후방 보강대(528)가 지지대(526)의 상단 측면에 설치된다. 형상은 직각 삼각형이 될 수 있다.
고정판 상부(510)는 지지대(526)에 볼팅 방식 등을 이용하여 체결될 수 있다. 또한, 멈춤판(513)은 제 1 및 제 2 볼트(513-1,513-2)를 통해 고정판 상부(510)에 체결될 수 있다. 후방 보강대(528)의 경우에도 이와 유사하게 볼팅에 의해 체결될 수 있다. 도면에는 도시하지 않았으나, 체결, 조립 등은 볼팅, 리벳 등에 의해 이루어질 수 있다.
수직 이동부(430)는 연직 낙하추(440), 이동판(530), 낙하추 유도선 등을 포함하여 구성될 수 있다. 이동판(530)은 이동 상판(531-1), 이동 하판(531-2), 이동 상판(531-1)과 이동 하판(531-2)을 연결하는 연결판(532) 등으로 구성된다. 이동 하판(531-2)의 양단에는 매듭 돌출부(501)가 형성되어 전달 케이블(533)을 매듭하여 연결한다. 따라서, 이동판(530)이 아래쪽으로 이동하면서 전달 케이블(533)를 아래쪽으로 당기게 됨에 따라 충돌자(518)가 앞쪽으로 이동된다.
도 6은 도 4에 도시된 연직낙하추(440) 및 수직 이동부(430)의 부분 확대 사시도이다. 도 6을 참조하면, 수직 이동부(430)은 연직 낙하추(440)의 운동량을 전달받는 이동 상판(531-1), 연직 낙하추(440)와 충돌한 뒤 이의 이탈을 막는 낙하무게 고정부(632), 수직 이동부(430)의 수직운동을 수평운동으로 전환하는 기능을 수행하는 전달 케이블(533) 등으로 구성될 수 있다.
전달 케이블(533)은 조립/분해가 용이하고, 필요시 길이 조정이 가능한 형태의 조립부(미도시)를 갖는다. 충격 형태(크기 및 유지시간) 조정을 위해서는 전달 케이블(533)의 길이(= 이동 가능 거리) 조정이 필요하다. 이에 대비하여 전달 케이블(533) 끝단의 멈춤위치 조정이 가능하도록 이동 가능 셔클이 사용될 수 있다. 도면에서 전달 케이블(533)의 끝부에 실린더 형태의 셔클류가 부착될 수 있다.
여기서 말하는 이동 가능 거리는 이동 상판(531-1)에 대응하는 이동하판(531-2)과 댐퍼의 역할을 수행하는 완충기(524) 간의 거리일 수 있다.
한편, 연직 낙하추(440)는 특정 높이에서 갖는 위치 에너지에 의해 가속되어 운동 에너지를 지니는 낙하 무게추(641), 초기 높이에서 이동 상판(531-1)에 충돌할 때까지 안정적인 행로를 취하도록 유도하는 낙하추 유도선(642), 낙하 무게추(641)를 특정 높이에 고정하고, 이완하는 기능을 수행하는 낙하추 이완부(643) 등로 구성될 수 있다. 낙하추 이완부(643)는 필요시에는 인양이 용이하도록 전동 인양 장치(미도시)를 지닐 수 있는 구조이다. 전동 인양 장치(미도시)는 낙하 무게추(641)를 인양하는데 이용된다.
낙하추 유도선(642)의 역할은 낙하추(440)가 수직 이동부(430)에 닿아 낙하 무게 고정부(632)에 고정되면 끝납니다. 이후에는 수직 이동부(430)와 한 몸체인 피스톤(601)이 피스톤이 되어 실린더 역할을 하는 실린더부(602)를 통해 수직유도된다. 따라서, 피스톤(601), 이동 상판 및 이동 하판(531-1,531-2), 연결판(532), 무게 고정부(632)는 한 몸체가 된다.
도 7은 도 4에 도시된 충격하중전달부(410)의 평면도이다. 도 7을 참조하면, 연직 낙하추(440)이 수직 이동부(430)에 도달하여 연직 낙하추(440)과 수직 이동부(430) 결합체가 움직이면, 전달 케이블(515A,5A5B)은 수직 방향(703)으로 이송되며, 이로 인해 전달 케이블(515A,5A5B)이 통과하는 이동자롤러(517)를 포함한 충격하중 전달부(410)이 수평 방향(즉, 오른쪽)(704)으로 이동하게 된다. 따라서, 충돌자 스프링(512)의 스프링력, 또는 수직 이동부(430)와 연직 낙하추(440) 결합체의 제동 충격력이 시험 대상물(도 4의 40)에 가해지게 된다.
하중 작용 형태(크기 및 작용시간)은 수직 이동부(430)의 이동 가능 거리(L1)와 충격하중 전달부(410)의 이동 거리(L2) 및 충돌자 스프링(512)의 압축가능 거리(L3)의 설정에 따라 단순 스프링력이 작용하는 경우(L3>L2>L1), 초기 스프링력 작용 후에 제동충격력이 작용하는 경우(L3<L1<L2)로 구분하여 다양하게 조정할 수 있다.
예를 들면, L3>L2>L1인 경우에는 충돌자 스프링(512)이 완전히 압축되기 전에 수직 이동부(430)가 멈춤상태가 되어 작동하중은 스프링의 압축반력에 비례한다. L3<L1<L2인 경우에는 L3 이동후에 2차 충격력이 작용하는 형태이다. 이때는 접촉부의 반발계수와 운동량 보존법칙에 의한 충격력이 발생하게 된다. 즉, L1 L2 L3의 조정에 의해 다양한 형태의 하중이 작용될 수 있도록 시험장비를 구성할 수 있다. 이는 별도로 작성된 동해석 모델에 의한 시뮬레이션을 통해 시험전에 L1, L2, L3를 환산하여 적용할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 동하중부가장치(400)의 조립 과정을 보여주는 순서도이다. 도 8을 참조하면, 받침대(450)를 준비한다(단계 S810). 이후, 지지부(420)를 받침대(450) 상에 조립한다(단계 S820). 이후, 충격하중 전달부(410), 수직 이동부(430), 연직 낙하추(440)을 지지부(420)) 상에 순착적으로 조립한다(단계 S830,S840,S850). 물론, 도 8에 도시된 순서를 이해를 위한 예시로서 순서는 다르게 될 수 있다.
40: 시험 대상물
400: 동하중부가장치
410: 충격하중 전달부
420: 지지부
430: 수직 이동부
440: 연직 낙하추
450: 받침대

Claims (15)

  1. 지지부(420); 및
    상기 지지부(420)의 상단면에 배치되며, 시험 대상물(40)에 미리 설정되는 힘을 가하여 하중을 부가하는 충격하중 전달부(410);를 포함하며,
    지지부(420)의 상기 상단면의 일부에 수직 이동되게 결합되는 수직 이동부(430);를 포함하며,
    상기 수직 이동부(430)는, 충돌 속도를 유발시키기 위해 수직 이동부(430)의 상기 상단면에 연직 낙하되게 배치되는 연직 낙하추(440); 및
    상기 연직 낙하추(440)와의 충돌에 의해 수직 이동하는 이동판(530);을 포함하고,
    상기 충격하중 전달부(410)는, 지지부(420)의 상기 상단면에 설치되는 제 1 지지대(526)의 상단면에 고정되는 고정판 상부(510);
    상기 고정판 상부(510)에 조립되며 이동가능한 이동자 몸체(511); 및
    상기 이동자 몸체(511)의 상단면을 덮는 이동자 덮개 조립체(516);를 포함하고,
    상기 이동자 몸체(511)는,
    일단에 형성되며, 상기 시험 대상물(40)에 하중을 전달하는 충돌자(518);
    상기 하중의 크기 및 상기 하중의 작동 시간의 조정에 적용되는 충돌자 스프링(512); 및
    상기 수직 이동부(430)의 수직운동을 수평운동으로 전환하는 전달 케이블(533)을 가이딩하는 이동자 롤러(517);를 포함하는 것을 특징으로 하는 동하중부가장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 충돌자(518)는 나사 형태인 것을 특징으로 하는 동하중부가장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 충돌자(518)를 이용하여 상기 충돌자 스프링(512)의 예압을 조절하는 데 적용되며 상기 충돌자(518)에 체결되는 충돌자 조정너트(514);를 포함하는 것을 특징으로 하는 동하중부가장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 충돌자 조정너트(514)의 상단 일부가 삽입되는 가이드홀(516-1)이 형성되며, 상기 충돌자 조정너트(514)의 이동을 멈추도록 상기 고정판 상부(510)의 일단에 조립되는 멈춤판(513);을 포함하는 것을 특징으로 하는 동하중부가장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 전달 케이블(533)은 상기 이동자 롤러(517)를 중심으로 상기 고정판 상부(510)의 일단에 형성되는 제 1 지지대 전방롤러(519A) 및 제 2 지지대 전방롤러(519B) 및 상기 제 1 지지대 전방롤러(519A) 및 상기 제 2 지지대 전방롤러(519B)와 일정 간격을 두고 설치되는 제 1 지지대 후방롤러(515A) 및 제 2 지지대 후방롤러(515B)에 의해 유도되는 것을 특징으로 하는 동하중부가장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 이동판(530)은,
    상기 연직 낙하추(440)의 운동량을 전달받는 이동 상판(531-1);
    일단이 상기 이동 상판(531-1)과 연결되는 연결판(532); 및
    상기 연결판(532)의 타단과 연결되며, 상기 전달 케이블(533)을 고정하는 매듭 돌출부(501)가 양단에 형성되는 이동 하판(531-2);을 포함하는 것을 특징으로 하는 동하중부가장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 연직 낙하추(440)를 안정적으로 유도하는 낙하추 유도선(642);을 포함하며, 상기 낙하추 유도선(642)을 위한 피스톤(601)이 상기 이동 상판(531-1), 상기 이동 하판(531-2), 및 상기 연결판(532)의 중심에 설치되는 것을 특징으로 하는 동하중부가장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 충돌자(518)에는 충돌시 상기 하중의 크기 및 상기 하중의 작동 시간을 계측하기 위한 로드셀이 부착되는 것을 특징으로 하는 동하중부가장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 충돌자 스프링(512)은 교체가 가능한 것을 특징으로 하는 동하중부가장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 하중의 크기 및 상기 하중의 작동 시간은, 상기 수직 이동부(430)의 제 1 이동 가능 거리(L1)와 상기 충격하중 전달부(410)의 제 2 이동 거리(L2) 및 상기 충돌자 스프링(512)의 제 3 이동 가능 거리(L3)의 설정에 따라 단순 스프링력이 작용하는 경우(L3>L2>L1), 초기 스프링력 작용 후에 제동 충격력이 작용하는 경우(L3<L1<L2)로 구분하여 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 동하중부가장치.
  15. 삭제
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