KR102552639B1 - 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치 및 이것을 이용한 시험 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 부재와, 별개의 부재를 서로 연결 고정하는 복수의 고정구; 상기 복수의 고정구 일단부를 일측 외면으로부터 노출되게 하고, 상기 복수의 고정구 타단부를 안착 고정 가능한 제1 지그; 상기 복수의 고정구들 각각의 타단부를 누름 고정하여 상기 제1 지그에 탈착 가능하게 결합되는 제2 지그; 및 상기 제1 지그와 상기 제2 지그를 상호 탈착 가능하게 체결시키는 체결구를 포함하여, 일측에 고정된 스테이플과 같은 고정구의 극저온 환경에서 굽힘 거동을 통하여 재료 특성을 파악하고 표준을 확립하기 위한 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치 및 이것을 이용한 시험 방법에 관한 것이다.

Description

극저온 굽힘 테스트용 지그 장치 및 이것을 이용한 시험 방법 {JIG APPARATUS FOR CRYOGENIC BENDING TEST AND THE TESTING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치 및 이것을 이용한 시험 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일측에 고정된 스테이플과 같은 고정구의 극저온 환경에서 굽힘 거동을 통하여 재료 특성을 파악하고 표준을 확립하기 위한 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치 및 이것을 이용한 시험 방법에 관한 것이다.

본 출원인이 기출원한 공개특허 제10-2013-0076340호의 "화물창용 단열박스의 강도시험장치 및 방법"(이하 '선행기술')과 같은 기술은 화물창용 단열박스 자체의 강도를 측정하고 시험하기 위한 장치와 방법을 제공하는 것이다.

그러나, 이러한 단열박스에서 스테이플와 같은 고정구에 의하여 상호 연결 고정된 두 개의 부재, 즉 플라이우드(plywood) 간의 체결력 측정에 관한 자료나 실험 장치 및 방법에 대하여는 국내외적으로 알려진 것이 전무한 실정이다.

특히, 단열박스의 연결 고정용으로 사용되는 스테이플의 극저온 환경에서 굽힘 특성과 같은 자료는 재료 특성(material specification)에 관한 데이터 작성을 위하여 정확히 측정되어야 할 필요가 있다.

하지만, 국내 표준이나 ASTM, ISO 등과 같은 해외 표준에서도 스테이플의 체결력을 측정하는데 적용하거나 참조할만한 문헌이 없다는 것이 한계로 지적되어 왔다.

한편, 스테이플의 극저온 굽힘 특성을 파악하기 위하여 기존에는 플라이우드(plywood)에 직접 스테이플을 박아서 해당 실험을 진행하였으나, 이러한 플라이우드를 이용한 실험 방법은, plywood 표면에 망치와 같은 가격 도구를 이용하여 스테이플이 온전히 구부러진 형상으로 충격력을 가하기에 plywood의 강도가 다소 낮은 문제가 있다.

특히, 플라이우드를 이용한 실험 방법은, 플라이우드 내부에서 충격력으로 인하여 스테이플이 연결 고정된 위치가 변하기도 하며, 심한 경우에는 플라이우드의 표면이 파손되는 결과도 초래하므로 정확한 실험 결과를 얻기 힘들었다.

또한, 실험전이나 실험중이거나 실험후 시편, 즉 스테이플의 온도를 정량적으로 확인할 길조차 없었던 것이다.

공개특허 제10-2013-0076340호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 일측에 고정된 스테이플과 같은 고정구의 극저온 환경에서 굽힘 거동을 통하여 재료 특성을 파악하고 표준을 확립하기 위한 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치 및 이것을 이용한 시험 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하나의 부재와, 별개의 부재를 서로 연결 고정하는 복수의 고정구; 상기 복수의 고정구 일단부를 일측 외면으로부터 노출되게 하고, 상기 복수의 고정구 타단부를 안착 고정 가능한 제1 지그; 상기 복수의 고정구들 각각의 타단부를 누름 고정하여 상기 제1 지그에 탈착 가능하게 결합되는 제2 지그; 및 상기 제1 지그와 상기 제2 지그를 상호 탈착 가능하게 체결시키는 체결구를 포함하며, 상기 제1 지그와 상기 제2 지그 및 상기 체결구는 극저온 금속으로 이루어져, 상기 복수의 고정구들이 고정된 상태에서 액체질소에 침지하고, 일정시간 경과후 노출된 상기 복수의 고정구들 각각의 일단부에 충격을 가하여 굽힘으로써, 극저온 굽힘 테스트가 실시되도록 하는 것을 특징으로 하는 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치를 제공할 수 있다.

여기서, 상기 복수의 고정구들은, 상기 하나의 부재와 상기 별개의 부재를 서로 연결 고정 가능한 스테이플들인 것을 특징으로 하는 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치.

이때, 상기 제1 지그는, 일정 폭과 일정 길이 및 일정 두께를 가진 본체 바와, 상기 본체 바의 길이 방향을 따라 상기 본체 바의 상면 일측에 단차지게 형성되는 안착 단턱을 포함하며, 상기 복수의 고정구들 각각의 타단부는 상기 안착 단턱 상에 안착 고정되고, 상기 제2 지그는 상기 안착 단턱에 안착 고정되는 것을 특징으로 하는 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치.

그리고, 상기 제2 지그는, 상기 안착 단턱에 대응하는 폭과 상기 본체 바와 대응하는 길이를 가진 탈착 바와, 상기 탈착 바의 상면 양측에 각각 형성되어 상기 체결구가 관통되는 체결홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치.

또한, 상기 체결구는, 상기 제1 지그의 상부 양측에 각각 돌출 형성되는 스터드 볼트와, 상기 제1 지그에 안착 고정된 상기 제2 지그의 상면 양측으로부터 노출된 상기 스터드 볼트의 상부측에 체결되며, 상기 제2 지그를 상기 제1 지그에 고정시키는 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치.

한편, 본 발명은, 극저온 금속으로 이루어진 제1 지그와 제2 지그 및 체결구를 포함하는 테스트용 지그를 준비하고, 복수의 고정구 일단부를 상기 제1 지그의 일측 외면으로부터 노출되게 하고, 상기 복수의 고정구 타단부를 상기 제1 지그에 단차지게 형성된 안착 단턱에 안착 고정시킨 다음, 상기 복수의 고정구들 각각의 타단부를 상기 제2 지그로 누름 고정한 후, 적어도 하나의 상기 체결구로 상기 제1 지그에 상기 제2 지그를 고정시키는 제1 단계; 상기 테스트용 지그를 액체질소에 일정시간 침지시키는 제2 단계; 일정 시간 경과후 상기 테스트용 지그를 상기 액체질소로부터 꺼내어 노출된 상기 복수의 고정구 일단부들에 각각 충격을 가하여 상기 제1 지그 또는 상기 제2 지그의 일측면에 접촉되게 굽히는 제3 단계; 및 상기 굽혀진 상기 복수의 고정구들 각각의 굽힘 특성을 체크하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치를 이용한 시험 방법을 제공할 수 있다.

여기서, 상기 제1 단계는, 상기 복수의 고정구들이 고정된 상기 테스트용 지그를 제작한 다음, 상기 테스트용 지그에 온도 센서를 부착하는 과정과, 상기 테스트용 지그의 온도를 실시간으로 확인하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

우선, 본 발명은 본 발명은 하나의 부재와, 별개의 부재를 서로 연결 고정하는 복수의 고정구; 상기 복수의 고정구 일단부를 일측 외면으로부터 노출되게 하고, 상기 복수의 고정구 타단부를 안착 고정 가능한 제1 지그; 상기 복수의 고정구들 각각의 타단부를 누름 고정하여 상기 제1 지그에 탈착 가능하게 결합되는 제2 지그; 및 상기 제1 지그와 상기 제2 지그를 상호 탈착 가능하게 체결시키는 체결구를 포함하여, 극저온 굽힘 테스트를 통한 극저온 환경하에서 고정구의 굽힘 특성을 정확하게 파악하고 표준을 확립하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.

그리고, 본 발명은 PT-100 온도센서와 휴대용 데이터로거를 통하여 실시간으로 고정구들의 온도를 확인할 수 있으므로, 더욱 정확하고 다양한 데이터값을 획득하여 신뢰도 높은 결과를 도출해낼 수 있을 것이다.

또한, 본 발명은 DCS16용의 재료 특성에서 스테이플의 요구 조건을 확립할 수 있게 되었다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치의 전체적인 외관을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 II 시점에서 바라본 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치의 구조를 도시한 평면 개념도이다.
도 3은 도 1의 III 시점에서 바라본 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치의 구조를 도시한 정면 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치의 전체적인 구조를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치를 이용한 시험 방법에 따른 극저온 환경에서 고정구의 굽힘 특성을 측정하는 과정을 순차적으로 촬영한 사진이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

우선, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치의 전체적인 외관을 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1의 II 시점에서 바라본 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치의 구조를 도시한 평면 개념도이고, 도 3은 도 1의 III 시점에서 바라본 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치의 구조를 도시한 정면 개념도이다.

그리고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치의 전체적인 구조를 도시한 분해 사시도이다.

또한, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치를 이용한 시험 방법에 따른 극저온 환경에서 고정구의 굽힘 특성을 측정하는 과정을 순차적으로 촬영한 사진이다.

우선, 본 발명은 도시된 바와 같이 제1 지그(10)에 복수의 고정구(40)들을 체결구(30)를 통해 제2 지그(20)에 의하여 고정시켜 극저온 환경하에서 고정구(40)의 굽힘 특성을 파악하고 측정하는 일련의 실험을 진행하기 위한 것임을 파악할 수 있다.

복수의 고정구(40)는 하나의 부재와, 별개의 부재를 서로 연결 고정하기 위한 용도로 사용되는 것이며, 제1 지그(10)는 복수의 고정구(40) 일단부를 일측 외면으로부터 노출되게 하고, 복수의 고정구(40) 타단부를 안착 고정 가능한 것이고, 제2 지그(20)는 복수의 고정구(40)들 각각의 타단부를 누름 고정하여 제1 지그(10)에 탈착 가능하게 결합되는 것이다.

여기서, 체결구(30)는 제1 지그(10)와 제2 지그(20)를 상호 탈착 가능하게 체결시키기 위하여 마련되는 것이다.

이때, 제1 지그(10)와 제2 지그(20) 및 체결구(30)는 극저온 금속으로 이루어져, 도 5와 같이 복수의 고정구(40)들이 고정된 상태에서 액체질소에 침지하고, 일정시간 경과후 노출된 상기 복수의 고정구(40)들 각각의 일단부에 충격을 가하여 굽힘으로써, 극저온 굽힘 테스트가 실시되도록 한다.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.

우선, 하나의 부재와 별개의 부재는 각각 선박의 액체화물창용 단열 박스 내부에 장착되는 단열재로서의 플라이우드(plywood)일 수 있다.

그리고, 복수의 고정구(40)들은, 하나의 부재와 별개의 부재를 서로 연결 고정 가능한 스테이플들일 수도 있다.

한편, 제1 지그(10)는, 일정 폭과 일정 길이 및 일정 두께를 가진 본체 바(11)와, 본체 바(11)의 길이 방향을 따라 본체 바(11)의 상면 일측에 단차지게 형성되는 안착 단턱(12)을 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

여기서, 복수의 고정구(40)들 각각의 타단부는 안착 단턱(12) 상에 안착 고정되고, 제2 지그(20)는 안착 단턱(12)에 안착 고정되는 것을 알 수 있다.

한편, 제2 지그(20)는, 안착 단턱(12)에 대응하는 폭과 본체 바(11)와 대응하는 길이를 가진 탈착 바(21)와, 탈착 바(21)의 상면 양측에 각각 형성되어 체결구(30)가 관통되는 체결홀(22)을 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

또한, 체결구(30)는, 제1 지그(10)의 상부 양측에 각각 돌출 형성되는 스터드 볼트(31)와, 제1 지그(10)에 안착 고정된 제2 지그(20)의 상면 양측으로부터 노출된 스터드 볼트(31)의 상부측에 체결되며, 제2 지그(20)를 제1 지그(10)에 고정시키는 너트(32)를 포함하는 것을 알 수 있다.

여기서, 체결구(30)는, 더욱 구체적으로 살펴보면, 안착 단턱(12)의 상면 양측으로부터 각각 돌출 형성되는 스터드 볼트(31)와, 안착 단턱(12)에 안착 고정된 탈착 바(21)의 상면 양측으로부터 노출된 스터드 볼트(31)의 상부측에 체결되며, 탈착 바(21)를 안착 단턱(12)에 고정시키는 너트(32)를 포함하는 것을 파악할 수 있다.

한편, 전술한 체결구(30)의 구조는 제2 지그(20), 즉 탈착 바(21)가 안착 단턱(12)의 정확한 위치에 안착 고정되도록 하는데 스터드 볼트(31)가 도움을 줄 수 있도록 하기 위한 기술적 수단이라 할 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치를 이용한 시험 방법에 관하여 도 5를 참조하여 살펴보고자 한다.

참고로, 도 5에서 표시되지 않은 도면부호는 도 1 내지 도 4를 참조한다.

우선, 제1 단계(S1)에서는, 도 5(a)와 같이 극저온 금속으로 이루어진 제1 지그(10)와 제2 지그(20) 및 체결구(30)를 포함하는 테스트용 지그(1)를 준비하게 된다.

여기서, 복수의 고정구(40) 일단부를 제1 지그(10)의 일측 외면으로부터 노출되게 하고, 복수의 고정구(40) 타단부를 제1 지그(10)에 단차지게 형성된 안착 단턱(12)에 안착 고정시킨 다음, 복수의 고정구(40)들 각각의 타단부를 제2 지그(20)로 누름 고정한 후, 적어도 하나의 체결구(30)로 제1 지그(10)에 제2 지그(20)를 고정시키게 된다.

이후, 제2 단계(S2)에서는, 도 5(c) 및 도 5(d)와 같이 테스트용 지그(1)를 극저온 용기(50)에 수용된 액체질소에 일정시간 침지시키는 작업이 수행된다.

다음으로, 제3 단계(S3)에서는, 일정 시간 경과후 테스트용 지그(1)를 액체질소로부터 꺼내어 노출된 복수의 고정구(40) 일단부들에 도 5(e)와 같이 각각 망치와 같은 가격도구(60)로 충격을 가하여 제1 지그(10) 또는 제2 지그(20)의 일측면에 접촉되게 굽히는 작업이 수행된다.

계속하여, 제4 단계(S4)에서는, 도 5(f)와 같이 굽혀진 복수의 고정구(40)들 각각의 굽힘 특성을 체크하는 과정이 수행되는 것이다.

한편, 제1 단계(S1)에서는, 복수의 고정구(40)들이 고정된 테스트용 지그(1)를 제작한 다음, 테스트용 지그(1)에 온도 센서(70)를 부착하는 작업과, 테스트용 지그(1)의 온도를 실시간으로 확인하는 작업이 추가적으로 이루어질 수도 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명은 일측에 고정된 스테이플과 같은 고정구의 극저온 환경에서 굽힘 거동을 통하여 재료 특성을 파악하고 표준을 확립하기 위한 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치 및 이것을 이용한 시험 방법을 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

1...테스트용 지그
10...제1 지그
11...본체 바
12...안착 단턱
20...제2 지그
21...탈착 바
22...체결홀
30...체결구
31...스터드 볼트
32...너트
40...고정구
50...극저온 용기
60...가격 도구
70...온도 센서
S1...제1 단계
S2...제2 단계
S3...제3 단계
S4...제4 단계

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치를 이용한 시험 방법으로서,
   극저온 금속으로 이루어진 제1 지그와 제2 지그 및 체결구를 포함하는 테스트용 지그를 준비하고, 복수의 고정구 일단부를 상기 제1 지그의 일측 외면으로부터 노출되게 하고, 상기 복수의 고정구 타단부를 상기 제1 지그에 단차지게 형성된 안착 단턱에 안착 고정시킨 다음, 상기 복수의 고정구들 각각의 타단부를 상기 제2 지그로 누름 고정한 후, 적어도 하나의 상기 체결구로 상기 제1 지그에 상기 제2 지그를 고정시키는 제1 단계;
   상기 테스트용 지그를 액체질소에 일정시간 침지시키는 제2 단계;
   일정 시간 경과후 상기 테스트용 지그를 상기 액체질소로부터 꺼내어 노출된 상기 복수의 고정구 일단부들에 각각 충격을 가하여 상기 제1 지그 또는 상기 제2 지그의 일측면에 접촉되게 굽히는 제3 단계; 및
   상기 굽혀진 상기 복수의 고정구들 각각의 굽힘 특성을 체크하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치를 이용한 시험 방법.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제1 단계는,
   상기 복수의 고정구들이 고정된 상기 테스트용 지그를 제작한 다음, 상기 테스트용 지그에 온도 센서를 부착하는 과정과,
   상기 테스트용 지그의 온도를 실시간으로 확인하는 과정
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온 굽힘 테스트용 지그 장치를 이용한 시험 방법.

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