KR102317640B1 - Specimen fixation apparatus for shear testing device - Google Patents
Specimen fixation apparatus for shear testing device Download PDFInfo
- Publication number
- KR102317640B1 KR102317640B1 KR1020180152971A KR20180152971A KR102317640B1 KR 102317640 B1 KR102317640 B1 KR 102317640B1 KR 1020180152971 A KR1020180152971 A KR 1020180152971A KR 20180152971 A KR20180152971 A KR 20180152971A KR 102317640 B1 KR102317640 B1 KR 102317640B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- specimen
- equation
- groove portion
- fixing
- simple shear
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/36—Embedding or analogous mounting of samples
-
- 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
- G01N3/24—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady shearing forces
-
- 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
- G01N2203/0025—Shearing
Abstract
단순 전단 시험용 시편 고정 장치는, 시편의 제1단부에 결합하는 제1웨지 그립, 및 상기 시편에서 상기 제1단부에 대향하는 제2단부에 결합하는 제2웨지 그립을 포함하며, 상기 제1 및 제2웨지 그립은 각각, 상기 시편의 상기 제1단부 또는 상기 제2단부가 거치되는 홈부를 포함하는 제1그립, 및 상기 시편이 상기 홈부에 거치된 상태에서 상기 홈부에 결합하여 상기 시편을 고정시키는 돌출부를 포함하는 제2그립을 포함할 수 있다. A specimen holding device for a simple shear test includes a first wedge grip coupled to a first end of a specimen, and a second wedge grip coupled to a second end opposite to the first end in the specimen, wherein the first and Each of the second wedge grips includes a first grip including a groove portion in which the first end or the second end of the specimen is mounted, and the specimen is fixed to the groove portion by coupling to the groove portion while the specimen is mounted in the groove portion. It may include a second grip including a protrusion.
Description
본 발명의 실시 예는 시편 고정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초고강도 강판의 단순 전단 시험 장치용 시편 고정 장치에 관한 것이다. An embodiment of the present invention relates to a specimen holding device, and more particularly, to a specimen holding device for a simple shear test device of ultra-high strength steel sheet.
최근 자동차 업계에서는 각종 환경과 안전 규제 등으로 인해 가볍고 단단한 초고강도 강판의 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 자동차의 뼈대를 이루어 자동차를 외부 충격으로부터 보호하기 위한 프레임으로, 인장강도가 1GPa 이상인 기가급 초고강도 강판이 사용되고 있다. Recently, in the automobile industry, the demand for light and rigid ultra-high-strength steel sheet is increasing due to various environmental and safety regulations. For example, a giga-class ultra-high-strength steel sheet having a tensile strength of 1 GPa or more is used as a frame for protecting the vehicle from external impact by forming the frame of the vehicle.
기가급 초고강도 강판의 경우 벤딩(bending) 및 드로잉(drawing) 가공 시 많은 양의 스프링백(springback)이 발생한다. 따라서, 이러한 기가급 초고강도 강판을 실제 제품으로 적용하기 위해서는 공정 설비를 통해 여러 시행착오를 거치게 된다. 그러나, 설비들을 교체해가며 수행하는 이러한 시행착오들은 돈과 시간이 많이 소요될 수 밖에 없다. 이에 많은 자동차 회사에서 유한요소해석이라는 시뮬레이션 방법을 통해 초고강도 강판의 성형성을 예측하고 이에 맞게 설비들을 구성함으로써, 초고강도 강판의 성형 관련 문제를 해결하고 있다. In the case of giga-class ultra-high strength steel sheet, a large amount of springback occurs during bending and drawing processing. Therefore, in order to apply such giga-class ultra-high-strength steel sheet as an actual product, various trials and errors are required through process equipment. However, these trials and errors performed while replacing equipment are inevitably costly and time-consuming. Accordingly, many automobile companies are solving the problems related to the forming of ultra-high-strength steel sheets by predicting the formability of ultra-high-strength steel sheets through a simulation method called finite element analysis and configuring facilities accordingly.
단순 전단 시험장치(Simple shear testing device)는 상기 시뮬레이션에 필요한 물성 값을 구할 때 주로 사용되는 시험장치로서, 성형 시뮬레이션의 정확도를 향상시키는데 기여하는 장치이다. 단순 전단 시험이란, 직사각형 시편의 양 옆을 그립부에 고정시킨 후 한 쪽 그립부가 시편의 길이방향으로 아래쪽이나 위쪽으로 변형을 가하여, 시편의 변형 영역으로부터 단순 전단 응력 및 변형 수치를 획득하는 시험이다. 단순 전단 시험을 통해 시편의 변형 영역에서 얻어지는 단순 전단 응력 및 변형 수치는, 재료의 물성 값을 획득하기 위해 사용되며, 이렇게 획득한 물성 값은 시뮬레이션에 입력되어 성형 예측 정확도를 향상시킬 수 있다. A simple shear testing device is a testing device mainly used to obtain the values of physical properties required for the simulation, and is a device that contributes to improving the accuracy of molding simulation. The simple shear test is a test to obtain simple shear stress and strain values from the deformation region of the specimen by fixing both sides of a rectangular specimen to the grip part and then applying a downward or upward deformation of one grip part in the longitudinal direction of the specimen. The simple shear stress and strain values obtained in the deformation region of the specimen through the simple shear test are used to obtain material property values, and the obtained property values can be input to the simulation to improve the molding prediction accuracy.
한편, 1GPa급 초고강도 강판의 경우 강의 항복강도 및 인장강도가 매우 높기 때문에, 단순 전단 시험 장치의 시편 그립부의 힘이 미달되는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우, 단순 전단 시험 시 시편 그립부에서 미끄러짐이 발생하여 신뢰성 있는 전단-응력 변형 값을 확보하지 못하는 문제가 있다.On the other hand, in the case of 1 GPa class ultra-high strength steel sheet, since the yield strength and tensile strength of the steel are very high, the force of the specimen grip part of the simple shear test apparatus may be insufficient. In this case, there is a problem in that a reliable shear-stress strain value cannot be secured because slip occurs in the grip part of the specimen during a simple shear test.
본 발명의 실시 예를 통해 해결하려는 과제는, 단순 전단 시험 시 시편의 미끄러짐을 방지할 수 있는 시편 고정 장치를 제공하는 것이다.An object to be solved through an embodiment of the present invention is to provide a specimen fixing device capable of preventing the specimen from slipping during a simple shear test.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 단순 전단 시험용 시편 고정 장치는, 시편의 제1단부에 결합하는 제1웨지 그립, 및 상기 시편에서 상기 제1단부에 대향하는 제2단부에 결합하는 제2웨지 그립을 포함하며, 상기 제1 및 제2웨지 그립은 각각, 상기 시편의 상기 제1단부 또는 상기 제2단부가 거치되는 홈부를 포함하는 제1그립, 및 상기 시편이 상기 홈부에 거치된 상태에서 상기 홈부에 결합하여 상기 시편을 고정시키는 돌출부를 포함하는 제2그립을 포함할 수 있다. A specimen fixing device for a simple shear test according to an embodiment of the present invention for solving the above problems, a first wedge grip coupled to a first end of a specimen, and a second end opposite to the first end in the specimen and a second wedge grip, wherein the first and second wedge grips each include a first grip including a groove portion in which the first end or the second end of the specimen is mounted, and the specimen is placed in the groove portion. It may include a second grip including a protrusion for fixing the specimen by being coupled to the groove in the mounted state.
상기 홈부는, 상기 시편의 상기 제1단부 또는 상기 제2단부와 대향하는 제1방향 및 상기 돌출부와 대향하는 제2방향이 개구된 형상일 수 있다. The groove portion may have a shape in which a first direction opposite to the first end or the second end of the specimen and a second direction opposite to the protrusion are opened.
상기 홈부는, 상기 시편의 제1면에 접하는 저면과, 상기 시편의 상기 제1단부 또는 상기 제2단부와 접하는 복수의 측벽을 포함할 수 있다. The groove portion may include a bottom surface in contact with the first surface of the specimen, and a plurality of sidewalls in contact with the first end or the second end of the specimen.
상기 돌출부는, 상기 시편의 제2면에 접할 수 있다. The protrusion may be in contact with the second surface of the specimen.
상기 시편은, 상기 제1 및 제2웨지 그립이 각각 결합하는 제1 및 제2그립 영역과, 상기 제1 및 제2그립 영역 사이에 위치하는 변형 영역을 가지며, 상기 시편의 길이(L) 및 폭(W)은 아래의 수학식 1을 만족할 수 있다. The specimen has first and second grip regions to which the first and second wedge grips are respectively coupled, and a deformable region positioned between the first and second grip regions, the length (L) of the specimen and The width W may satisfy
[수학식 1] [Equation 1]
2 ≤ L/W ≤ 3.22 ≤ L/W ≤ 3.2
상기 변형 영역의 폭(h)은 아래의 수학식 2를 만족할 수 있다. The width h of the deformation region may satisfy Equation 2 below.
[수학식 2][Equation 2]
12 ≤ L/h ≤ 1612 ≤ L/h ≤ 16
상기 시편의 두께(t)는 아래의 수학식 3을 만족할 수 있다. The thickness t of the specimen may satisfy Equation 3 below.
[수학식 3] [Equation 3]
0.8mm ≤ t ≤ 2mm0.8mm ≤ t ≤ 2mm
상기 돌출부의 높이(a)는 아래의 수학식 4를 만족할 수 있다. The height (a) of the protrusion may satisfy Equation 4 below.
[수학식 4] [Equation 4]
(c-t) × 1.1 ≤ a ≤ (c-t) × 1.2(c-t) × 1.1 ≤ a ≤ (c-t) × 1.2
여기서, c는 상기 홈부의 깊이로서 고정된 값을 가진다. Here, c is the depth of the groove and has a fixed value.
상기 홈부의 길이(D)는 아래의 수학식 5를 만족할 수 있다. The length D of the groove may satisfy Equation 5 below.
[수학식 5] [Equation 5]
L × 1.008 ≤ D ≤ L × 1.01 L × 1.008 ≤ D ≤ L × 1.01
상기 홈부의 폭은 아래의 수학식 6을 만족할 수 있다. The width of the groove portion may satisfy Equation 6 below.
[수학식 6] [Equation 6]
W × 1.008 ≤ V ≤ W × 1.01W × 1.008 ≤ V ≤ W × 1.01
여기서, V는 상기 제1웨지 그립에서의 상기 홈부의 폭(v1)과 상기 제2웨지 그립에서의 상기 홈부의 폭(v2), 및 상기 변형 영역의 폭(h)을 합한 값이다. Here, V is the sum of the width v1 of the groove portion in the first wedge grip, the width v2 of the groove portion in the second wedge grip, and the width h of the deformation region.
상기 돌출부의 길이(B)는 아래의 수학식 7을 만족할 수 있다. The length B of the protrusion may satisfy Equation 7 below.
[수학식 7] [Equation 7]
D × 0.96 ≤ B ≤ D × 0.98D × 0.96 ≤ B ≤ D × 0.98
본 발명의 실시 예에 따르면, 단순 전단 시험 중 시편의 미끄러짐이 방지되어 단순 전단 시험의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the slip of the specimen is prevented during the simple shear test, thereby improving the reliability of the simple shear test.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단순 전단 시험용 시편 고정 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 고정 장치에서 시편의 양 단부에 결합하는 웨지 그립들을 개략적으로 도시한 사시도들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 고정 장치의 웨지 그립들과 시편 간의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 고정 장치가 적용된 단순 전단 시험 장치의 시편 치수에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 고정 장치의 하부 그립들을 위에서 바라본 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 고정 장치의 웨지 그립을 시편 삽입 방향에서 바라본 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 고정 장치를 사용한 단순 전단 시험에서 시편의 두께와 시편 고정용 돌출부의 높이 간의 관계를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 시편 고정 장치가 적용된 단순 전단 시험 장치와 기존의 단순 전단 시험 장치의 성능 비교 결과를 도시한 것이다. 1 schematically shows a specimen fixing device for a simple shear test according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are perspective views schematically illustrating wedge grips coupled to both ends of a specimen in the specimen holding device according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a coupling structure between the wedge grips and the specimen of the specimen fixing device according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the dimensions of the specimen of the simple shear test apparatus to which the specimen fixing apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
5 is a plan view of the lower grips of the specimen holding device according to an embodiment of the present invention as viewed from above.
6 is a side view of the wedge grip of the specimen fixing device according to an embodiment of the present invention as viewed from the specimen insertion direction.
7 illustrates a relationship between the thickness of the specimen and the height of the protrusion for fixing the specimen in a simple shear test using the specimen fixing device according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing the performance comparison results of the simple shear test apparatus to which the specimen fixing apparatus according to an embodiment of the present invention is applied and the conventional simple shear test apparatus.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되지 않는다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 모드를 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the bar shown in the drawings, and the thickness is enlarged to clearly express various parts and modes. It was.
본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the embodiment of the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar elements throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part is "connected" with another part, this includes not only the case of being "directly connected" but also the case of being "electrically connected" with another element interposed therebetween. .
이하, 필요한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 단순 전단 시험(simple shear test)용 시편 고정 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a specimen fixing device for a simple shear test according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the necessary drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단순 전단 시험용 시편 고정 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 1 schematically shows a specimen fixing device for a simple shear test according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 단순 전단 시험용 시편 고정 장치(10)는 시편(20)의 양 사이드(side)를 고정하기 위한 두 개의 웨지 그립(wedge grip, 11a, 11b)을 포함할 수 있다. 1, the
단순 전단 시험은, 시편(20)의 양 단부(edge, 21, 22)(아래에서는, 설명의 편의를 위해 "그립 영역"과 혼용하여 사용함)를 웨지 그립들(11a, 11b)에 고정시킨 상태에서, 특정 방향(예를 들어, 시편(20)의 길이 방향(도 1의 y 방향))으로 외력을 가하여 시편(20)의 단순 전단 응력 및 변형 수치를 획득하는 시험이다. In the simple shear test, both ends (edges, 21, 22) of the specimen 20 (hereinafter, used interchangeably with “grip region” for convenience of description) are fixed to
본 발명의 일 실시 예에서는 1GPa급 초고강도 강판의 단순 전단 시험 시 시편의 미끄러짐 현상을 방지하기 위해, 웨지 그립(11a, 11b) 내에 시편이 삽입되는 홈부(도 2a 및 도 2b의 도면 부호 112a 및 112b 참조)를 형성하고, 각 홈부(112a, 112b)에 시편(20)의 양 단부(21, 22)를 각각 위치시켜 고정한다. In one embodiment of the present invention, in order to prevent slipping of the specimen during a simple shear test of a 1 GPa class ultra-high strength steel sheet, groove portions (
아래에서는, 도 2 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 고정 장치(10)의 시편 고정 구조에 대해 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a specimen fixing structure of the
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 고정 장치(10)에서 시편(20)의 양 단부(21, 22)에 결합하는 웨지 그립들(11a, 11b)을 개략적으로 도시한 사시도들이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 고정 장치(10)의 웨지 그립들(11a, 11b)과 시편(20) 간의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이다. 2A and 2B are perspective views schematically illustrating
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 시편 고정 장치(10)의 각 웨지 그립(11a, 11b)은, 하부 그립(110a, 110b) 및 상부 그립(120a, 120b)를 포함한다. 2A and 2B , each of the wedge grips 11a and 11b of the
각 하부 그립(110a, 110b)은, 몸체(111a, 111b)와, 몸체(111a, 111b)에 형성되어 시편(20)의 대응하는 단부(21, 22)가 삽입되는 시편 고정용 홈부(112a, 112b)를 포함할 수 있다.Each lower grip (110a, 110b), the body (111a, 111b), is formed in the body (111a, 111b) to the corresponding end (21, 22) of the
시편 고정용 홈부(112a, 112b)는, 시편(20)의 단부(21, 22)에 대향하는 방향으로 개구되어, 시편(20)의 대응하는 단부(21, 22)가 삽입될 수 있다. 또한, 시편 고정용 홈부(112a, 112b)는, 상부 그립(120a, 120b)의 시편 고정용 돌출부(122a, 122b)와 대향하는 방향으로 개구되어, 대응하는 상부 그립(120a, 120b)의 시편 고정용 돌출부(122a, 122b)가 삽입 결합될 수 있다. The
또한, 각 시편 고정용 홈부(112a, 112b)는, 전술한 개구 방향을 제외한 나머지 방향은 폐쇄되어, 시편(20)의 대응하는 단부(21, 22)에 접할 수 있다. 즉, 각 시편 고정용 홈부(112a, 112b)는, 시편(20)의 하부면에 접하는 저면과, 시편(20)과 대응하는 방향을 제외한 나머지 방향에서 시편(20)의 대응하는 단부(21, 22)를 둘러싸는 복수의 측벽들(예를 들어, 3개의 측벽들)을 포함할 수 있다. 이러한 저면 및 측벽들은 시편(20)의 대응하는 단부(21, 22)의 위치를 고정시켜, 단순 전단 시험 시 시편(20)이 미끄러지는 것을 방지할 수 있다. In addition, each of the
각 상부 그립(120a, 120b)은, 몸체(121a, 121b)와, 몸체(121a, 121b)로부터 대응하는 시편 고정용 홈부(112a, 112b)을 향해 돌출 형성되며, 대응하는 시편 고정용 홈부(112a, 112b)에 삽입되는 시편 고정용 돌출부(122a, 122b)를 포함할 수 있다. Each upper grip (120a, 120b) is formed to protrude from the body (121a, 121b) and the corresponding specimen fixing groove (112a, 112b) from the body (121a, 121b), the corresponding specimen fixing groove (112a) , 112b) may include protrusions (122a, 122b) for fixing the specimen to be inserted.
각 시편 고정용 돌출부(122a, 122b)는 대응하는 시편 고정용 홈부(112a, 112b)에 삽입 가능한 형태로 형성되어, 대응하는 시편 고정용 홈부(112a, 112b)에 거치된 시편(20)의 단부(21, 22)를 시편 고정용 홈부(112a, 112b)에 밀착시켜 고정시킬 수 있다. 이에 따라, 시편 고정용 돌출부(122a, 122b)는 시편(20)의 상부면에 접할 수 있다. Each of the
전술한 구조의 시편 고정 장치(10)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 각 하부 그립(110a, 110b)의 시편 고정용 홈부(112a, 112b)에 시편(20)의 양 단부(21, 22)가 거치된 상태에서, 각 상부 그립(120a, 120b)의 시편 고정용 돌출부(122a, 122b)가 시편 고정용 홈부(112a, 112b)에 결합되고, 이후 볼트 등의 고정 수단(미도시)에 의해 서로 대응하는 하부 그립(110a, 110b)과 상부 그립(120a, 120b)이 고정되어 시편(20)을 구속할 수 있다. As shown in FIG. 3 , the
전술한 시편 고정 장치(10)는 단순 전단 시험 장치에 포함되어, 직사각형 형상의 시편(20)을 단순 전단 시험 장치에 고정하는 용도로 사용될 수 있다.The above-described
한편, 전술한 시편 고정 장치(10)를 최대 인장강도 1GPa급의 초고강도 강판을 대상으로 적용하는 단순 전단 시험 장치에 적용할 경우, 단순 전단 시험의 신뢰성 향상을 위해서는 각 웨지 그립(11a, 11b)과 시편(20)의 치수가 제한될 수 있다. On the other hand, when the above-described
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 고정 장치(10)를 초고강도 강판을 대상으로 하는 단순 전단 시험 장치에 적용하는 경우 단순 전단 시험 장치에서 사용될 수 있는 시편(20)의 치수에 대해 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 고정 장치(10)의 하부 그립(110a, 110b)들을 위에서 바라본 평면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 고정 장치(10)의 웨지 그립(11a, 11b)을 시편(20) 삽입 방향에서 바라본 측면도이다. 또한, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 고정 장치(10)를 사용한 단순 전단 시험에서 시편(20)의 두께와 시편 고정용 돌출부(122a, 122b)의 높이 간의 관계를 도시한 것이다. 4 illustrates the dimensions of the
아래 표 1은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 고정 장치(10)를 초고강도 강판을 대상으로 하는 단순 전단 시험 장치에 적용하여 단순 전단 시험을 수행 시, 시편(20)의 치수를 변경해가며 단순 전단 시험을 시행한 결과를 나타낸다. Table 1 below shows that, when performing a simple shear test by applying the
위 표 1에서, 경계선 파단 발생 여부는, 변형 영역(23)과 그립 영역(21, 22) 간의 경계선에서 파단이 발생했는지 여부를 나타내며, 파단 발생 시 "○"로 표기하고, 파단 미발생 시 "×"로 표기하였다. 또한, 변형률 차이 ±1% 미만 여부는, 변형 영역(23)에서의 변형률이 ±1% 미만인 조건을 만족하는지 여부를 나타내며, 만족 시 "○"로 표기하고, 불만족 시 "×"로 표기하였다. 또한, 폭방향 좌굴(buckling) 발생 여부는, 시편(20)에서 폭 방향의 좌굴 현상이 발생했는지 여부를 나타내며, 좌굴 발생 시 "○"로 표기하고, 좌굴 미발생 시 "×"로 표기하였다.위 표 1을 참조하면, 초고강도 강판을 대상으로 하는 단순 전단 시험의 신뢰성 확보를 위해서는, 시편(20)의 크기와 상관 없이, 시편(20)의 폭(도 4의 도면 부호 W 참조)과 길이(도 4의 도면 부호 L) 간의 비율(L/W), 시편(20) 변형 영역(23)의 폭(도 4의 도면 부호 h 참조)과 길이(L) 간의 비율(L/h), 및 시편(20)의 두께(도 4의 도면 부호 t 참조)가 아래의 수학식 1 내지 3을 만족해야 한다. In Table 1 above, the occurrence of boundary line breakage indicates whether breakage has occurred at the boundary line between the
[수학식 1][Equation 1]
2 ≤ L/W ≤ 3.22 ≤ L/W ≤ 3.2
[수학식 2][Equation 2]
12 ≤ L/h ≤ 1612 ≤ L/h ≤ 16
[수학식 3][Equation 3]
0.8mm ≤ t ≤ 2mm0.8mm ≤ t ≤ 2mm
시편(20)의 L/W 비율이 너무 클 경우 시편(20)의 변형 영역(23)에 단순 전단 변형이 온전하게 생기기 어려우며, L/W 비율이 너무 작을 경우 시편(20)의 그립 영역(21, 22)에 많은 하중이 집중되어 그립 영역(21, 22)과 변형 영역(23)의 경계선에 파단이 발생할 수 있다. 따라서, 위 표 1을 토대로, 그립 영역(21, 22)과 변형 영역(23)의 경계선에 파단이 발생하지 않는 L/W 비율이 위 수학식 1과 같이 도출되었다. When the L/W ratio of the
단순 전단 시험 시, 시편(20)의 L/h 비율은, 변형 영역(23)의 단순 전단 변형의 차이를 결정하는 중요한 요소이다. 즉, 시편(20)의 L/h 비율에 따라 시편(20)의 변형 영역의 단순 전단 변형 차이가 적거나 커지게 된다. 따라서, 위 표 1을 토대로, 시편(20)의 변형 영역(23)의 전단 변형률 차이가 ±1% 미만을 만족하는 L/h 비율이 위 수학식 2와 같이 도출되었다. In the simple shear test, the L/h ratio of the
단순 전단 시험 시, 시편(20)의 두께(t)가 너무 두꺼울 경우 전단 시험 장치의 설계 상 시편 고정 장치(10)에 미끄러짐 현상이 발생할 수 있으며, 시편(20)의 두께(t)가 너무 얇을 경우 시편(20)의 폭 방향으로 좌굴이 발생할 수 있다. 따라서, 위 표 1을 토대로 폭 방향 좌굴 현상이 발생하지 않는 시편(20)의 두께(t)가 위 수학식 3과 같이 도출되었다.In the case of a simple shear test, if the thickness t of the
본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 고정 장치(10)의 치수는 전술한 시편(20)의 치수에 기반하여 결정될 수 있다. The dimensions of the
본 발명의 일 실시 예에서는, 시편 고정용 홈부(112a, 112b)의 깊이(도 6의 도면부호 c 참조)를 특정 값(예를 들어, 시편(20)의 두께를 최대 2mm로 설정 시 3mm의 깊이(c)를 가짐)로 고정한 상태에서, 시편(20)의 두께(t)에 기초하여 상부 그립(120a, 120b)의 시편 고정용 돌출부(122a, 122b)의 높이(도 6의 도면 부호 a 참조)를 아래의 수학식 4와 같이 설정하였다. In an embodiment of the present invention, when the depth (refer to reference numeral c in FIG. 6) of the
[수학식 4][Equation 4]
(c-t) × 1.1 ≤ a ≤ (c-t) × 1.2 (c-t) × 1.1 ≤ a ≤ (c-t) × 1.2
위 수학식 4는, 단순 전단 시험을 통해 획득한 도 7의 시편(20)의 두께(t)와 시편 고정용 돌출부(122a, 122b)의 높이(a) 간의 관계를 토대로, 경계선 파단 및 미끄러짐이 발생하지 않도록 도출되었다. 즉, 시편 고정용 돌출부(122a, 122b)의 높이(a)가 위 수학식 4를 만족하지 못할 경우, 단순 전단 시험 중 시편(20)이 미끄러지거나 시편(20)의 변형 영역(23)과 그립 영역(21, 22) 사이의 경계선에서 파단이 발생할 수 있다. 이 때, 시편(20)의 미끄러짐 여부는, 단순 전단 시험을 통해 획득한 탄성 전단 계수(Elastic shear modulus) 값이 71.43~78.95GPa 범위를 벗어날 경우 미끄러짐이 발생한 것으로 판단할 수 있다. Equation 4 above is based on the relationship between the thickness (t) of the
본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 고정 장치(10)에서 시편 고정용 홈부(112a, 112b)의 길이(도 5 및 도 6의 도면 부호 D 참조) 및 폭(도 5의 도면 부호 v1, v2 참조)은 시편(20)의 크기에 따라서 다르게 형성될 수 있다. 시편 고정용 홈부(112a, 112b)의 길이(D) 또는 폭(v1, v2)이 시편(20)의 길이(L) 또는 폭(W)과 일치할 경우, 시편(20)이 시편 고정용 홈부(112a, 112b)에 안정되게 고정되지 못하거나, 전단 시험 시 시편 고정용 홈부(112a, 112b)와 시편(20)의 경계선에 파단이 발생할 수 있다. 반면에, 시편 고정용 홈부(112a, 112b)의 길이(D) 또는 폭(v1, v2)이 시편(20)의 길이(L) 또는 폭(W)가 치수 차이가 클 경우, 전단 시험 중 시편 고정용 홈부(112a, 112b) 내부에서 시편(20)이 미끄러질 수 있다. Length (refer to reference numeral D in FIGS. 5 and 6) and width (refer to reference numerals v1 and v2 in FIG. 5) of the
아래의 표 2는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 고정 장치(10)를 초고강도 강판을 대상으로 하는 단순 전단 시험 장치에 적용하여 단순 전단 시험을 수행 시, 시편 고정용 홈부(112a, 112b)의 치수를 변경해가며 단순 전단 시험을 시행한 결과를 나타낸다. Table 2 below shows, when performing a simple shear test by applying the
아래의 표 3은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 고정 장치(10)를 초고강도 강판을 대상으로 하는 단순 전단 시험 장치에 적용하여 단순 전단 시험을 수행 시, 시편 고정용 돌출부(122a, 122b)의 치수를 변경해가며 단순 전단 시험을 시행한 결과를 나타낸다.Table 3 below shows, when a simple shear test is performed by applying the
위 표 2 및 표 3에서, 경계선 파단 또는 시편(20)의 미끄러짐이 발생하는 경우는 "○"로 표기하고, 경계선 파단 및 시편(20)의 미끄러짐이 모두 미 발생 시에는 "×"로 표기하였다. 본 발명의 실시 예에서는 위 표 2 및 표 3을 참조하여 시편 고정용 홈부(112a, 112b)의 길이(D)와 폭(v1, v2), 그리고 시편 고정용 돌출부(122a, 122b)의 길이(B)를 아래의 수학식 5 내지 7과 같이 설정하였다. In Tables 2 and 3 above, the case where boundary line breakage or slippage of the
[수학식 5][Equation 5]
L × 1.008 ≤ D ≤ L × 1.01 L × 1.008 ≤ D ≤ L × 1.01
[수학식 6][Equation 6]
W × 1.008 ≤ V ≤ W × 1.01 W × 1.008 ≤ V ≤ W × 1.01
[수학식 7][Equation 7]
D × 0.96 ≤ B ≤ D × 0.98D × 0.96 ≤ B ≤ D × 0.98
위 수학식 6에서, V는 두 하부 그립(110a, 110b)의 시편 고정용 홈부(112a, 112b)의 폭(v1, v2)들과, 시편(20) 변형 영역(23)의 폭(h)을 합한 값을 나타낸다.In Equation 6 above, V is the width (v1, v2) of the specimen fixing grooves (112a, 112b) of the two lower grips (110a, 110b) and the width (h) of the
전술한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 시편(20)을 고정하기 위한 웨지 그립(11a, 11b)에 시편 고정용 홈부(112a, 112b)와 돌출부(122a, 122b)를 형성하고, 이들 사이에 시편(20)을 삽입하여 고정함으로써 초고강도 강판의 단순 전단 시험 시 시편(20)의 미끄러짐이 방지될 수 있다.According to an embodiment of the present invention described above,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 시편 고정 장치(10)가 적용된 단순 전단 시험 장치와 기존의 단순 전단 시험 장치의 성능 비교 결과를 도시한 것으로서, 최대 인장 강도 1GPa급 초고강도 강판에 대해 전단 탄성 계수를 획득한 결과를 비교한 것이다. 8 shows the performance comparison results of a simple shear test apparatus to which the
일반적인 강의 탄성 계수(E)가 190~210GPa의 값을 가지므로, 초고강도 강의 전단 탄성 계수(G)는 관계식 G=E/2(1+ν)에 의해서 71.43~78.95GPa 값을 가져야 한다. 그러나, 기존의 단순 전단 시험 장치로 1GPa급 초고강도 강판을 시험할 경우 전단 탄성 계수는 41.75GPa로 매우 낮은 값이 획득되며, 이는 시편의 미끄러짐이 발생한 것을 의미한다. Since the elastic modulus (E) of general steel has a value of 190~210GPa, the shear modulus (G) of ultra-high strength steel should have a value of 71.43~78.95GPa by the relational expression G=E/2(1+ν). However, when a 1GPa-class ultra-high strength steel sheet is tested with the conventional simple shear test device, the shear modulus is 41.75GPa, which is a very low value, which means that the specimen slips.
반면에, 본 발명의 실시 예에 따른 시편 고정 장치(10)가 적용된 단순 전단 시험 장치를 이용하여 초고강도 강판에 대한 단순 전단 시험을 실시할 경우 획득되는 전단 탄성 계수는 75.44GPa로써, 매우 합리적인 값이 획득될 수 있다. On the other hand, when a simple shear test is performed on an ultra-high strength steel sheet using a simple shear test device to which the
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 용이하게 선택하여 대체할 수 있다. 또한 당업자는 본 명세서에서 설명된 구성요소 중 일부를 성능의 열화 없이 생략하거나 성능을 개선하기 위해 구성요소를 추가할 수 있다. 뿐만 아니라, 당업자는 공정 환경이나 장비에 따라 본 명세서에서 설명한 방법 단계의 순서를 변경할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 결정되어야 한다.The drawings and the detailed description of the described invention referenced so far are merely exemplary of the present invention, which are only used for the purpose of describing the present invention, and are used to limit the meaning or the scope of the present invention described in the claims. it is not Therefore, those of ordinary skill in the art can easily select from it and replace it. In addition, those skilled in the art may omit some of the components described herein without degrading performance or add components to improve performance. In addition, those skilled in the art may change the order of the method steps described herein according to the process environment or equipment. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the claims and their equivalents rather than the described embodiments.
10: 시편 고정 장치
11a, 11b: 웨지 그립
20: 시편
21, 22: 그립 영역(시편의 단부)
23: 변형 영역
110a, 110b: 하부 그립
111a, 111b: 하부 그립 몸체
112a: 112b: 시편 고정용 홈부
120a, 120b: 상부 그립
121a, 121b: 상부 그립 몸체
122a, 122b: 시편 고정용 돌출부10: specimen holding device
11a, 11b: wedge grip
20: Psalm
21, 22: grip area (end of specimen)
23: deformation area
110a, 110b: lower grip
111a, 111b: lower grip body
112a: 112b: groove for fixing the specimen
120a, 120b: upper grip
121a, 121b: upper grip body
122a, 122b: protrusions for fixing the specimen
Claims (8)
시편의 제1단부에 결합하는 제1웨지 그립, 및
상기 시편에서 상기 제1단부에 대향하는 제2단부에 결합하는 제2웨지 그립을 포함하며,
상기 제1 및 제2웨지 그립은 각각, 상기 시편의 상기 제1단부 또는 상기 제2단부가 거치되는 홈부를 포함하는 제1그립, 및 상기 시편이 상기 홈부에 거치된 상태에서 상기 홈부에 결합하여 상기 시편을 고정시키는 돌출부를 포함하는 제2그립을 포함하고,
상기 홈부는, 상기 시편의 제1면에 접하는 저면, 및 상기 시편의 상기 제1단부 또는 상기 제2단부가 삽입하는 방향을 제외한 나머지 방향에서 상기 제1단부 또는 상기 제2단부를 둘러싸는 3개의 측벽을 포함하며,
상기 돌출부는, 상기 시편의 제1면에 대향하는 상기 시편의 제2면에 접하도록 상기 홈부에 결합하고,
상기 홈부의 길이(D)는 아래의 수학식 5를 만족하고, 상기 홈부의 폭은 아래의 수학식 6을 만족하는 것을 특징으로 하는 하는 시편 고정 장치.
[수학식 5]
L × 1.008 ≤ D ≤ L × 1.01
[수학식 6]
W × 1.008 ≤ V ≤ W × 1.01
(상기 수학식 5에서 L은 상기 시편의 길이이고, 상기 수학식 6에서 W는 상기 시편의 폭이며, V는 상기 제1웨지 그립에서의 상기 홈부의 폭(v1)과 상기 제2웨지 그립에서의 상기 홈부의 폭(v2), 및 상기 시편의 변형 영역의 폭(h)을 합한 값이다.)In the specimen fixing device for simple shear test,
a first wedge grip engaging the first end of the specimen; and
a second wedge grip coupled to a second end opposite to the first end in the specimen;
Each of the first and second wedge grips includes a first grip including a groove portion in which the first end or the second end of the specimen is mounted, and the specimen is coupled to the groove portion in a state in which the specimen is mounted in the groove portion. and a second grip including a protrusion for fixing the specimen;
The groove portion includes a bottom surface in contact with the first surface of the specimen, and three portions surrounding the first end or the second end in a direction other than a direction in which the first end or the second end of the specimen is inserted. comprising a sidewall;
The protrusion is coupled to the groove portion so as to be in contact with a second surface of the specimen opposite to the first surface of the specimen,
The length (D) of the groove portion satisfies Equation 5 below, and the width of the groove portion satisfies Equation 6 below.
[Equation 5]
L × 1.008 ≤ D ≤ L × 1.01
[Equation 6]
W × 1.008 ≤ V ≤ W × 1.01
(In Equation 5, L is the length of the specimen, in Equation 6 W is the width of the specimen, V is the width v1 of the groove portion in the first wedge grip and the second wedge grip is the sum of the width (v2) of the groove portion and the width (h) of the deformation region of the specimen.)
상기 돌출부의 높이(a)는 아래의 수학식 4를 만족하는 것을 특징으로 하는 시편 고정 장치.
[수학식 4]
(c-t) × 1.1 ≤ a ≤ (c-t) × 1.2
여기서, t는 상기 시편의 두께이며, c는 상기 홈부의 깊이로서 고정된 값을 가진다. According to claim 1,
The height (a) of the protrusion is a specimen holding device, characterized in that it satisfies Equation 4 below.
[Equation 4]
(ct) × 1.1 ≤ a ≤ (ct) × 1.2
Here, t is the thickness of the specimen, and c is the depth of the groove and has a fixed value.
상기 돌출부의 길이(B)는 아래의 수학식 7을 만족하는 것을 특징으로 하는 시편 고정 장치.
[수학식 7]
D × 0.96 ≤ B ≤ D × 0.98
According to claim 1,
The length (B) of the protrusion is a specimen holding device, characterized in that it satisfies Equation 7 below.
[Equation 7]
D × 0.96 ≤ B ≤ D × 0.98
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180152971A KR102317640B1 (en) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | Specimen fixation apparatus for shear testing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180152971A KR102317640B1 (en) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | Specimen fixation apparatus for shear testing device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200065986A KR20200065986A (en) | 2020-06-09 |
KR102317640B1 true KR102317640B1 (en) | 2021-10-25 |
Family
ID=71082964
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180152971A KR102317640B1 (en) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | Specimen fixation apparatus for shear testing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102317640B1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101811619B1 (en) * | 2016-10-14 | 2017-12-27 | (주)알에스피 | Jig for Thin Sheet Specimen Fatigue Test having Anti-Buckling Function |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19980020406A (en) * | 1996-09-09 | 1998-06-25 | 김영귀 | Grip |
-
2018
- 2018-11-30 KR KR1020180152971A patent/KR102317640B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101811619B1 (en) * | 2016-10-14 | 2017-12-27 | (주)알에스피 | Jig for Thin Sheet Specimen Fatigue Test having Anti-Buckling Function |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20200065986A (en) | 2020-06-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100701498B1 (en) | Probe pin assembly for testing semiconductor and method for manufacturing the same | |
US6801268B2 (en) | Structure-reinforced bezel for flat panel display | |
EP2891529B1 (en) | Springback suppression countermeasure method and analysis device for press-formed object | |
KR101811619B1 (en) | Jig for Thin Sheet Specimen Fatigue Test having Anti-Buckling Function | |
EP2902127B1 (en) | Method of identifying cause of springback and apparatus of identifying cause of springback | |
EP2141050B1 (en) | Impact absorption member | |
EP2028514A1 (en) | Optical fiber core and process for producing the same | |
EP2050522A2 (en) | Perforated metal sheet | |
US20090315578A1 (en) | Probe and probe card for integrated circuit devices using the same | |
KR100940655B1 (en) | Jig for anti-buckling of specimen | |
KR102317640B1 (en) | Specimen fixation apparatus for shear testing device | |
US20050241255A1 (en) | Sectional flooring | |
US7097342B2 (en) | Housing for a backlight module and backlight module using the same | |
KR100886458B1 (en) | Probe block | |
KR100906615B1 (en) | Manufacturing method of insert body of test tray for test handler | |
KR101133561B1 (en) | Biaxial loading test apparatus | |
KR100865890B1 (en) | Test assistor for test tray | |
KR100408703B1 (en) | Specimen jig for tension test using small sized specimen | |
KR101814771B1 (en) | Jig for curved test piece | |
JP5382104B2 (en) | Panel evaluation method | |
KR200413349Y1 (en) | Cassette Support Bar for Loading LCD board | |
KR100804313B1 (en) | Cassette Support Bar for Loading LCD board | |
KR102140498B1 (en) | An apparatus for testing panel | |
DE102018120480A1 (en) | Contact device and system | |
KR102197678B1 (en) | Fastening block for container connection |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X601 | Decision of rejection after re-examination | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL NUMBER: 2020101002082; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20200821 Effective date: 20210527 |
|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
GRNO | Decision to grant (after opposition) | ||
GRNT | Written decision to grant |