KR20020044703A - An holder of test piece for testing tensile strength under glass-transition point - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A sample holder is provided to achieve improved reliability for the test by protecting tap of sample from fracture caused when the tension test temperature is lower than the glass transition temperature. CONSTITUTION: A sample holder(21) is characterized in that a rubber pad(22) is attached to the surface of the sample holder contacting a sample(23) so as to measure the tensile force of the sample at a temperature lower than a glass transition temperature. The sample holder has a groove formed at the surface of the sample holder contacting the sample, wherein the groove is formed into a depth corresponding to the thickness of the rubber pad. Alternatively, the sample holder has a reinforcing plate inserted to the side surface of the sample holder so as to prevent the sample from being distorted or escaped during tension test.

Description

유리 전이 온도 이하에서의 인장시험을 위한 시편홀더{AN HOLDER OF TEST PIECE FOR TESTING TENSILE STRENGTH UNDER GLASS-TRANSITION POINT}Specimen holder for tensile test below glass transition temperature {AN HOLDER OF TEST PIECE FOR TESTING TENSILE STRENGTH UNDER GLASS-TRANSITION POINT}

본 발명은 유리 전이 온도 이하에서의 인장시험을 위한 시편홀더에 관한 것이다.The present invention relates to a specimen holder for tensile testing below the glass transition temperature.

고체 추진제 또는 경질 탄성 내열재의 요구 성능이 날로 증대됨에 따라 추진제의 종류와 조성을 구성하는 물질도 다양해졌다. 이런 필요성에 따라 추진제 재료의 인장 성질도 운용 온도 범위에서 측정하여 그 특성을 시험 평가하여야 하며, 경우에 따라서는 추진제의 품질 검사 시험 기준 온도가 유리 전이 영역의 온도이거나 유리 전이 온도보다 낮은 경우가 있게 된다.As the required performance of solid propellants or rigid elastomeric heat-resistant materials increases day by day, the materials that make up the type and composition of the propellants have also diversified. According to this need, the tensile properties of propellant materials should also be measured and evaluated in the operating temperature range, and in some cases, the propellant quality inspection test reference temperature may be at or below the glass transition temperature. do.

도 1은 종래의 인장력 시험장치의 일부를 나타내는 정면도이다. 장치(10)는 크게 상부 및 하부 시편홀더(12a, 12b)와 각각의 시편홀더를 상, 하에서 고정시키는 프레임(11)으로 구성된다. 도면에서 시편홀더에 끼워져 있는 것은 인장력을 테스트할 시편이며, 시편홀더는 스크류 액션 그립(screw action grip)으로 되어 있어 시편의 양 끝을 붙들고 고정시킨다. 이와 같이 시편을 물리적인 힘으로 고정하면 그 부분에 힘이 집중되는데, 저온 특성을 나타내는 재료, 즉 저온에서 고무와 같이 유연성이 없어지고 경질플라스틱처럼 유리상(glassy state) 또는 준유리상(quasiglassy state)이 되어 매우 딱딱해지는 성질을 가진 재료는 시편을 고정하는 과정에서 손상되거나, 재질이 단단하기 때문에 시험중에 미끄러져 빠져버린다.1 is a front view showing a part of a conventional tensile force test apparatus. The apparatus 10 is largely composed of upper and lower specimen holders 12a and 12b and a frame 11 for fixing each specimen holder up and down. In the figure, the specimen holder is a specimen to test the tensile force, and the specimen holder is a screw action grip to hold and fix both ends of the specimen. In this way, when the specimen is fixed by physical force, the force is concentrated in the part. The material exhibiting low temperature characteristics, that is, at low temperature, loses flexibility, such as rubber, and glassy or quasiglassy state, like hard plastic. If the material is very hardened, it may be damaged during the fixing of the specimen, or it may slip off during the test because of the hard material.

이런 점을 해결하기 위해 아령형의 시편과 아령형의 시편 홀더를 고안하여 인장력 테스트를 해오고 있었다. 대부분의 고체 추진제, 경질 탄성 내열재, 또는 플라스틱 등은 저온 인장시험 기준 온도가 유리 전이 온도보다 높고, 인장시험에 사용되는 시편의 홀더와 접촉하는 시편의 탭 부분(아령모양의 시편에서 양 끝 부분)의 단면적이 표선구간(아령모양의 시편에서 중간 부분)의 단면적보다 훨씬 크기 때문에 탭 중간 부분에서 조기에 파단되는 현상은 일어나지 않는다.To solve this problem, a dumbbell-type specimen and a dumbbell-type specimen holder have been devised and tested for tensile strength. Most solid propellants, rigid elastomeric heat-resistant materials, or plastics have a low temperature tensile test reference temperature higher than the glass transition temperature, and the tab portion of the specimen in contact with the holder of the specimen used in the tensile test (both ends of the sub-test specimen). Since the cross-sectional area of) is much larger than the cross-sectional area of the target section (middle part of the sub-test specimen), no premature fracture occurs at the middle part of the tab.

그러나 시험 온도가 유리 전이 영역이거나 유리 전이 온도보다 낮으면 시편 탭 부분보다 단면적이 작은 표선 구간에서 파단되지 않고, 재료 자체의 파괴 물성 한계에 도달되기 전에 단면적이 1.6배 이상 큰 탭 중간 부분에서 조기에 파괴되기 때문에 시편의 응력과 신장률은 실제값보다 낮아진다.However, if the test temperature is in the glass transition region or lower than the glass transition temperature, it will not break in the marking section where the cross-sectional area is smaller than that of the specimen tab portion, and will be prematurely premature in the middle part of the tab where the cross-sectional area is 1.6 times or more before reaching the fracture property limit of the material itself Because of the fracture, the specimen stress and elongation are lower than actual.

본 발명의 목적은 각종 로켓용 고체 추진제, 경질 탄성 내열재, 플라스틱 등의 인장시험에 있어서, 저온 시험 기준 온도가 유리 전이 온도 이하일 때, 인장 시험중 시편이 표선 구간 내에서 파단되지 않고 시편 홀더와 접촉하는 탭 중간 부분에서 조기에 파단되는 현상을 방지하여 시험 오차를 감소시킴과 동시에 신뢰성 있는 인장 성질을 측정하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a specimen holder and a specimen holder that does not break during the tensile test when the low temperature test reference temperature is below the glass transition temperature in the tensile test of various rocket solid propellants, rigid elastic heat-resistant materials, plastics, and the like. It is intended to measure reliable tensile properties while reducing test errors by preventing premature fracture at the center of the contacting tab.

도 1은 본 발명의 시편홀더를 나타내는 평면도.1 is a plan view showing a specimen holder of the present invention.

도 2는 본 발명의 시편홀더를 나타내는 사진.Figure 2 is a photograph showing a specimen holder of the present invention.

도 3a 및 3b는 본 발명의 제1실시예로서, 각각 시편홀더에 고무패드를 부착하지 않은 경우 및 고무패드를 부착한 경우의 인장시험 결과를 보여주는 사진이다.3A and 3B are photographs showing tensile test results when a rubber pad is not attached to a specimen holder and a rubber pad is attached to a specimen holder, respectively.

도 4a 및 4b는 본 발명의 제2실시예로서, 각각 시편홀더에 고무패드를 부착하지 않은 경우 및 고무패드를 부착한 경우의 인장시험 결과를 보여주는 사진이다.4A and 4B are photographs showing the tensile test results when the rubber pad is not attached to the specimen holder and the rubber pad is attached to the specimen holder, respectively.

도 5a 및 5b는 본 발명의 제3실시예로서, 각각 시편홀더에 고무패드를 부착하지 않은 경우 및 고무패드를 부착한 경우의 인장시험 결과를 보여주는 사진이다.5a and 5b are photographs showing the tensile test results when the rubber pad is not attached to the specimen holder and the rubber pad is attached to the specimen holder, respectively.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***

21:시편홀더22:고무패드21: specimen holder 22: rubber pad

23:시편Psalm 23

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 고체 추진제 또는 경질 탄성 내열재의 인장 시험을 위한 장치에 있어서, 유리전이온도 이하에서 시편의 인장력을 측정하기 위하여 시편 홀더와 시편이 맞닿는 접촉면상에 고무패드가 부착되어 있는것을 특징으로 하는 유리 전이 온도 이하에서의 인장시험을 위한 시편홀더를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a device for a tensile test of a solid propellant or a hard elastic heat-resistant material, the rubber pad is attached to the contact surface of the specimen holder and the specimen to measure the tensile force of the specimen below the glass transition temperature Specimen holders for tensile testing below glass transition temperatures are provided.

상기 시편홀더는 시편 홀더와 시편이 맞닿는 접촉면상에 상기 고무 패드의 두께만큼 홈이 형성되어 있는 것이 바람직하며, 인장시험 과정에서 시편이 뒤틀어지거나 빠져버리는 것을 방지하기 위하여 시편홀더의 옆면에 끼워지도록 중심부가 돌출형인 덧판을 추가로 구비할 수 있다.Preferably, the specimen holder has a groove formed on the contact surface where the specimen holder and the specimen come into contact with each other by the thickness of the rubber pad, and the center of the specimen holder is fitted to the side surface of the specimen holder to prevent the specimen from twisting or falling off during the tensile test. It may be further provided with a cover plate protruding.

한편, 상기 고무패드의 재질은 여러가지가 사용될 수 있으나, HTPB(hydroxyl-terminated polybutadiene)고무(유리 전이 온도: -79℃)가 적당하다.On the other hand, the rubber pad material may be used in various ways, HTPB (hydroxyl-terminated polybutadiene) rubber (glass transition temperature: -79 ℃) is suitable.

도 2a는 본 발명의 시편홀더를 보여주는 평면도이다. 아령형 시편(23)의 한 쪽 끝이 시편홀더(21)에 끼워져 있고, 시편과 시편홀더가 맞닿는 부분에는 작은 곡선형 홈이 파여져 있고, 그 안에는 고무패드(22)가 부착되어 있다. 참조번호 24는 시편홀더의 측면 덧판을 끼우기 위한 체결홈을 나타낸다.Figure 2a is a plan view showing a specimen holder of the present invention. One end of the dumbbell-shaped specimen 23 is fitted to the specimen holder 21, and a small curved groove is dug in the contact portion between the specimen and the specimen holder, and a rubber pad 22 is attached therein. Reference numeral 24 denotes a fastening groove for fitting the side face plate of the specimen holder.

본 발명은 시편 홀더면에 고무 패드를 부착함으로써 시편의 탭 중간 부분에서 조기에 파단되는 현상을 방지함과 동시에 보다 신뢰성 있는 인장 성질의 측정을 가능하게 한다. 이로써 재료 자체의 파괴 물성 한계에 도달되기 전에 시편이 조기에 파괴되기 때문에 실제 물성보다 낮은 값이 측정되는 현상이 방지된다. 또한 본 발명은 시편홀더에 부착되는 고무 패드의 재질 및 두께, 부착면이 시편홀더의 곡면과 연속성을 유지하는 것 등이 인장시험 결과의 신뢰성에 큰 영향을 미치므로 이를 최소화하도록 하였다.The present invention prevents premature fracture at the tab mid-section of the specimen by attaching a rubber pad to the specimen holder surface and at the same time enables more reliable measurement of tensile properties. This prevents the measurement of values lower than the actual properties because the specimens are destroyed prematurely before the fracture properties limit of the material itself is reached. In addition, the present invention was to minimize the material and thickness of the rubber pad to be attached to the specimen holder, the surface is attached to maintain the continuity and the continuity of the specimen holder because it has a great effect on the reliability of the tensile test results.

고체 추진제 또는 경질 탄성 내열재 등을 JANNAF(Joint Army-Navy-NASA-Air Force) 아령형으로 시편을 만들어 인장시험할 때 저온 시험 온도가 유리 전이영역이나 유리 전이 온도보다 낮거나 비슷한 경우에는 시편이 표선 구간 내에서 파단되지 않고 탭의 중간 부분에서 파단된다. 이는 시편 홀더와 접촉하는 시편의 탭 부분에 응력이 집중됨에 따라 이 부분의 면적이 표선 구간의 면적보다 더 큼에도 불구하고 파단되는 것이다. 따라서 이 응력 집중을 해소할 수 있는 방법으로서 탄력성이 있는 고무 패드를 시편 홀더의 안 쪽에 부착하는 방법을 착안하게 되었다.Tensile tests of solid propellants or rigid elastomeric heat-resistant materials, such as Joint Army-Navy-NASA-Air Force (JANNAF) dumbbells, are used when the low temperature test temperature is lower than or similar to the glass transition zone or glass transition temperature. It breaks at the middle of the tab without breaking within the marking zone. This is due to the concentration of stress in the tab portion of the specimen in contact with the specimen holder, even though the area of this portion is larger than the area of the mark section. Therefore, the method of attaching an elastic rubber pad to the inner side of the specimen holder was conceived as a method to solve this stress concentration.

이 고무 패드는 시편 홀더에 접착된 상태에서 고체 추진제 또는 탄성 내열재 시편과 접촉되므로 이 시편의 탭 부분에 작용하는 응력 집중을 해소하려면 고무 패드의 유리 전이 온도가 시편 재료의 유리 전이 온도보다 더 낮아야 한다.Since the rubber pad is in contact with the solid propellant or elastomeric heat resistant specimen while it is attached to the specimen holder, the glass transition temperature of the rubber pad must be lower than the glass transition temperature of the specimen material to eliminate stress concentrations acting on the tab portions of the specimen. do.

따라서 상온 근처부터 저온까지 범용적으로 적합한 재질의 고무를 검토한 결과, 천연 고무(유리 전이 온도: -59℃)와 HTPB(hydroxyl-terminated polybutadiene)고무(유리 전이 온도: -79℃)가 선정되었고, 도 1과 같이 시편 홀더의 안쪽 표면에 부착하여 시편의 유리 전이 온도 이하에서 인장 시험을 한 결과, 후술되는 표 1에 나타난 결과와 같이, 미부착 경우에 비해 최대 응력과 최대 신장률은 약 2배 증가되었고, 시편의 표선 구간 바깥인 탭 부분에서 일어나던 파단 현상이 표선 구간 내에서 일어났다. 즉 응력 집중이 해소됨으로써 파괴 한계에 도달하여 시편이 파단된 것으로 판단되었다.Therefore, as a result of examining rubbers of general-purpose materials from room temperature to low temperature, natural rubber (glass transition temperature: -59 ℃) and HTPB (hydroxyl-terminated polybutadiene) rubber (glass transition temperature: -79 ℃) were selected. As a result of the tensile test performed below the glass transition temperature of the specimen by attaching it to the inner surface of the specimen holder as shown in FIG. 1, the maximum stress and the maximum elongation increased by about 2 times as compared to the unattached case, as shown in Table 1 below. The fracture occurred in the tab section outside the marking section of the specimen. In other words, it was determined that the specimen was broken because the stress concentration was solved and the fracture limit was reached.

시편 홀더의 안쪽면에 고무 패드를 부착하는 경우에는 시편의 파단 양상이 표선 구간 범위 또는 표선의 경계 부분에서 일어나지만, 시편 곡면의 형상과 치수가 달라짐에 따라 접촉면의 불연속성이 생기므로 시편이 어느 정도 인장되기 전에는 홀더와 시편 탭 간의 접촉면 사이에는 완전한 접촉이 이루어지지 않은 상태에서 시편이 인장되는 현상이 나타났다. 이를 해결하기 위해 도 2a와 같이 고무 패드의 두께만큼 홀더면에 홈을 만든 후 고무 패드를 부착시켜 시험한 결과, 시편의 탭과 홀더면간의 접촉 문제는 해결되었다.When the rubber pad is attached to the inner surface of the specimen holder, the fracture pattern of the specimen occurs in the range of the marking section or the boundary of the marking line.However, as the shape and dimension of the specimen surface are changed, discontinuity of the contact surface causes the test piece to be Prior to tensioning, the specimen was tensioned without complete contact between the contact surface between the holder and the specimen tab. In order to solve this problem, as shown in FIG. 2A, a groove was formed in the holder surface as much as the thickness of the rubber pad, and then the rubber pad was attached and tested.

또한, 시편의 두께가 12.5㎜인 경우는 문제가 없으나, A, B형 복기 추진제(A형은 유리 전이 온도가 -54℃이며, B형은 -36℃이고, 복기는 추진제의 주원료가 두가지임을 의미)와 경질 탄성 내열재인 경우는 두께가 2㎜이기 때문에 인장 중에 뒤틀어지거나 바깥으로 빠져버리는 것을 방지하기 위하여 그립 홀더의 양쪽에 도 2의 왼쪽과 같은 판을 대어 시편이 안정되게 하였다.In addition, if the thickness of the specimen is 12.5 mm, there is no problem, but type A and B regeneration propellants (type A has a glass transition temperature of -54 ° C., type B is -36 ° C., and regeneration has two main raw materials of the propellant. In the case of a rigid elastic heat-resistant material and the thickness of 2mm, the specimens were stabilized by applying a plate such as the left side of FIG. 2 to both sides of the grip holder in order to prevent twisting or falling out during tension.

A형 복기 추진제를 이용하여 고무 패드의 두께 영향을 검토한 결과, 두께가 두꺼운 경우에는 고무의 변형으로 인해 신장률에 영향을 미치게 된다. 20℃의 경우를 보면, HTPB 고무와 천연 고무를 패드로 사용하였을 때 천연 고무의 경우는 미부착의 결과와 거의 유사하였으나, HTPB 고무는 미부착에 비해 20℃에서는 고무 패드가 신장률에 미치는 영향이 큰 것을 알 수 있다. 이 고무 패드의 영향을 추진제 시편이 표선 구간 바깥 구간에서 파단되지 않는 -40℃에서 시험하여 비교한 결과, 미부착 결과와 가장 유사한 경우는 두께가 0.5㎜인 경우로 나타났다.As a result of examining the influence of the thickness of the rubber pad using the type A respiratory propellant, when the thickness is thick, the deformation of the rubber affects the elongation. In the case of 20 ℃, when HTPB rubber and natural rubber were used as pads, natural rubber was almost similar to the result of unattached, but HTPB rubber had a greater effect on the elongation rate at 20 ℃ than unattached. Able to know. The impact of this rubber pad was tested at -40 ° C, where the propellant specimens did not break outside of the marking section. The most similar results to the unattached results were found to be 0.5 mm thick.

그리고 HTPB 고무와 천연 고무를 검토한 결과, 천연 고무의 경우는 -60℃에서 그 두께가 0.90㎜인 경우에도 HTPB 고무와는 달리 탭 부분의 파단이 해소되지 않았고, 그 제조 공정과 두께 조절 과정도 HTPB 고무가 천연 고무에 비해 용이하며, 유리 전이 온도가 낮기 때문에 유연성이 우수하여 HTPB 고무를 고무 패드의 재료로 선정하였다.As a result of examining the HTPB rubber and the natural rubber, in the case of natural rubber, even when the thickness was 0.90 mm at -60 ° C, the breakage of the tab portion was not resolved unlike the HTPB rubber. Since HTPB rubber is easier than natural rubber and its glass transition temperature is low, it is excellent in flexibility, and HTPB rubber is selected as a rubber pad material.

따라서 고무 재질은 HTPB 고무로 하고, 그 두께를 0.5㎜로 정해 도 2에 나타난 시편 홀더에 의해 시험한 결과, 추진제의 유리 전이 온도보다 낮은 온도에서 측정한 최대 응력과 최대 신장률은 미부착인 경우에 비해 증가된 결과를 얻었다. 다음의 실시 예의 결과는 이 시험 조건에서 얻은 것이다.Therefore, the rubber material is HTPB rubber, and the thickness is set to 0.5 mm and tested by the specimen holder shown in FIG. 2. As a result, the maximum stress and the maximum elongation measured at a temperature lower than the glass transition temperature of the propellant are compared with those without the adhesive. An increased result was obtained. The results of the following examples are obtained under these test conditions.

다음의 실시 예에서 본 발명에 대한 내용을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명의 범위가 이 실시 예로 한정되는 것은 아니다.In the following examples, the contents of the present invention will be described in more detail, but the scope of the present invention is not limited to these examples.

실시예 1.Example 1.

A, B형 복기 추진제(A형: 유리 전이 온도 -54℃, B형: -36℃)를 0.5㎜ HTPB 고무 패드를 부착한 시편 홀더에 의해 유리 전이 온도 이하인 -60℃와 -54℃에서 시험한 결과, 표 1 및 표 2에 나타난 바와 같이 미부착한 경우에는 시편의 파단이 도 3a와 같이 표선 경계-탭 중간 부분 또는 표선 경계 부분에서 일어났는데, 고무 패드를 부착한 경우에는 도 3b와 같이 표선 구간내에서 파단되었으며, 최대 응력과 최대 신장률은 미부착인 경우에 비해 2배 이상 증가되었다.Type A and B regeneration propellants (type A: glass transition temperature -54 ° C, type B: -36 ° C) were tested at -60 ° C and -54 ° C below the glass transition temperature by a specimen holder with 0.5 mm HTPB rubber pad. As a result, when unattached, as shown in Table 1 and Table 2, the fracture of the specimen occurred at the middle of the gage boundary-tab or the gage boundary as shown in FIG. 3a. The fracture occurred within the zone, and the maximum stress and maximum elongation were more than doubled compared to the unattached cases.

유리 전이 온도 이하에서 A형 복기 추진제의 인장 시험 결과(추진제의 유리 전이 온도: -54℃, 경도: 95)Tensile test results of the Type A respiratory propellant below the glass transition temperature (glass transition temperature of the promoter: -54 ° C, hardness: 95) 시편 홀더 부착 고무명(유리전이온도)Rubber Name with Specimen Holder (Glass Transition Temperature) 고무패드두께(mm)Rubber Pad Thickness (mm) 시험온도(℃)Test temperature (℃) 인장 성질Tensile properties 시편 파단 양상Specimen fracture pattern 최대응력(MPa)Stress (MPa) 최대신장률(%)Maximum elongation rate (%) 파 단신장률(%)Elongation at Break (%) 탄성률(MPa)Modulus of elasticity (MPa) 표시경계-탭 부분Display border-tab part 표선경계부분Mark boundary 표선구간Mark section 미부착Not attached 00 2020 4.84.8 2222 2222 108108 -60-60 19.919.9 1.11.1 1.11.1 1,7841,784 HTPB 고무(-78℃)HTPB Rubber (-78 ° C) 0.500.50 -60-60 41.641.6 2.42.4 2.42.4 1,7461,746

유리 전이 온도 이하에서 B형 복기 추진제의 인장 시험 결과(추진제의 유리 전이 온도: -36℃, 경도: 90)Tensile test results of the Type B respiratory propellant below the glass transition temperature (glass transition temperature of the propellant: -36 ° C, hardness: 90) 시편 홀더부착 고무명(유리전이온도)Rubber Name with Specimen Holder (Glass Transition Temperature) 고무패드두께(mm)Rubber Pad Thickness (mm) 시험온도(℃)Test temperature (℃) 인장 성질Tensile properties 시편 파단 양상Specimen fracture pattern 최대응력(MPa)Stress (MPa) 최대신장률(%)Maximum elongation rate (%) 파 단신장률(%)Elongation at Break (%) 탄성률(MPa)Modulus of elasticity (MPa) 표시경계-탭 부분Display border-tab part 표선경계부분Mark boundary 표선구간Mark section 미부착Not attached 00 2020 7.37.3 1313 1313 177177 `◎`◎ -54-54 18.518.5 0.90.9 0.90.9 2,1862,186 HTPB 고무(-78℃)HTPB Rubber (-78 ° C) 0.500.50 -54-54 50.350.3 2.82.8 2.82.8 1,8151,815

이와 같은 현상이 일어난 것은 추진제가 유리 전이 온도 이하에서는 유리상(glass state)이 되어 취성 특성을 나타내기 때문에 시편의 단면적이 탭 부분보다 약 0.7배나 작은 표선 구간에서 파단이 일어나기 전에 시편 홀더에 의해 시편의 탭 부분에 작용하는 응력 집중에 의하여 먼저 파단되는 것이며, 고무 패드를 적용하면 이 응력 집중이 해소됨에 따라 시편이 파괴 한계에 이르러 파괴되므로 그 응력과 신장률은 증가되는 것으로 나타났다.This phenomenon occurs because the propellant is in the glass state below the glass transition temperature and exhibits brittleness. Therefore, the fracture of the specimen is prevented by the specimen holder before fracture occurs in the marking section where the cross section of the specimen is about 0.7 times smaller than the tab portion. The stress and elongation were increased by breaking the stress due to the stress concentration acting on the tab part. When the rubber pad is applied, the stress concentration is resolved as the stress concentration is solved.

실시예 2.Example 2.

NEPE(Nitrate Ester Polyether) 혼합형 추진제(유리 전이 온도 -69℃)를 0.5㎜ HTPB 고무 패드를 부착한 시편 홀더에 의해 유리 전이 온도 이하인 -70℃에서 시험하였다. 이 추진제는 유리 전이 온도가 저온 시험 기준 한계 온도(-60℃)보다 낮기 때문에 고무 패드의 효용성을 입증하기 위해 -70℃에서 시험하였다. 도 4a에 나타낸 바와 같이 미부착한 경우에는 시편의 파단이 도 4a와 같이 표선 경계-탭 중간 부분 또는 표선 경계 부분에서 일어났는데 반해, 고무 패드를 부착한 경우에는 도 4b와 같이 표선 구간의 중간에서 파단되었으며, 인장 성질은 표 3과 같이 최대 응력과 최대 신장률이 미부착인 경우에 비해 1.6배 이상 증가되었다.NEPE (Nitrate Ester Polyether) mixed propellant (glass transition temperature -69 ° C) was tested at -70 ° C below the glass transition temperature by a specimen holder with a 0.5 mm HTPB rubber pad. This propellant was tested at −70 ° C. to demonstrate the effectiveness of the rubber pad because the glass transition temperature is below the low temperature test reference limit temperature (−60 ° C.). In the case of non-attachment as shown in FIG. 4A, the fracture of the specimen occurred in the middle of the gage boundary-tab or the gage boundary part as shown in FIG. 4A, whereas when the rubber pad was attached, the fracture occurred in the middle of the gage section as shown in FIG. 4B. As shown in Table 3, the tensile properties were increased by 1.6 times or more compared to the case where the maximum stress and the maximum elongation were not attached.

유리 전이 온도 이하에서 NEPE 혼합형 고체 추진제 인장 시험 결과(추진제의 유리 전이 온도: -69℃, 경도:47)NEPE mixed solid propellant tensile test results below the glass transition temperature (glass transition temperature of the promoter: -69 ° C, hardness: 47) 시편 홀더부착고무명(유리전이온도)Specimen Holder Attached Rubber (Glass Transition Temperature) 고무패드두께(mm)Rubber Pad Thickness (mm) 시험온도(℃)Test temperature (℃) 인장 성질Tensile properties 시편 파단 양상Specimen fracture pattern 최대응력(MPa)Stress (MPa) 최 대신장률(%)Percentage growth rate instead 파 단신장률(%)Elongation at Break (%) 탄성률(MPa)Modulus of elasticity (MPa) 표선경계-탭 부분Mark boundary-tap part 표선경계부분Mark boundary 표선구간Mark section 미부착Not attached 00 2020 0.60.6 3737 4949 2.42.4 -70-70 4.94.9 0.70.7 0.70.7 755755 HTPB 고무(-78℃)HTPB Rubber (-78 ° C) 0.500.50 -70-70 8.08.0 1.21.2 1.21.2 691691

실시 예3Example 3

경질 탄성 내열재(유리 전이 온도 -23℃)를 0.5㎜ HTPB 고무 패드를 부착한 시편 홀더에 의해 유리 전이 온도 이하인 -40, -60℃에서 시험하였다. -40℃에서는 미부착인 경우는 표선 경계면에서 파단되었으나, 고무 패드를 부착한 경우에는 표선 경계와 표선 구간 내에서 각각 파단되므로 고무 패드가 유리 전이 온도 이하에서도 응력 집중을 해소하는 기능을 나타냄을 알 수 있고, 최대 응력과 최대 신장률도 표 4에 나타난 바와 같이 증가되었다. -60℃에서는 두 경우의 인장 성질은 고무 패드를 부착한 경우가 약간 높으나 그 차는 크지 않았다. 그러나 시편의 파단 양상은 미부착한 경우에는 도 5a와 같이 표선 경계에서 시편이 파단되었으나, 부착한 경우는 도 5b와 같이 표선 경계 부분과 표선 구간 내에서 파단되었다.The rigid elastic heat resistant material (glass transition temperature -23 ° C) was tested at -40, -60 ° C which was below the glass transition temperature by a specimen holder with a 0.5 mm HTPB rubber pad. In the case of -40 ℃, the unbonded fractured at the boundary line, but when the rubber pad is attached, it breaks within the boundary line and the interval, respectively, so that the rubber pad exhibits the function of relieving stress concentration even under the glass transition temperature. The maximum stress and maximum elongation were also increased as shown in Table 4. At -60 ° C, the tensile properties of both cases were slightly higher with rubber pads, but the difference was not large. However, when the fracture pattern of the specimen is not attached, the specimen is broken at the boundary of the mark as shown in FIG.

경질 탄성 내열재의 인장 시험에 대한 고무 패드와 두께의 영향(내열재의 유리 전이 온도: -20℃, 경도: 97)Effect of Rubber Pad and Thickness on Tensile Test of Rigid Elastic Heat Resistant (Glass Transition Temperature of Heat Resistant: -20 ° C, Hardness: 97) 시편 홀더부착고무명(유리전이온도)Specimen Holder Attached Rubber (Glass Transition Temperature) 고무패드두께(mm)Rubber Pad Thickness (mm) 시험온도(℃)Test temperature (℃) 인장 성질Tensile properties 시편 파단 양상Specimen fracture pattern 최대응력(MPa)Stress (MPa) 최 대신장률(%)Percentage growth rate instead 파 단신장률(%)Elongation at Break (%) 탄성률(MPa)Modulus of elasticity (MPa) 표선경계-탭 부분Mark boundary-tap part 표선경계부 분Mark boundary 표선구간Mark section 미부착Not attached 00 2020 14.614.6 4545 4646 8080 -40-40 82.282.2 4.44.4 4.44.4 2,1092,109 -60-60 82.682.6 3.83.8 3.83.8 2,2862,286 HTPB 고무(-78℃)HTPB Rubber (-78 ° C) 0.500.50 -40-40 85.085.0 5.05.0 5.05.0 2,0432,043 -60-60 91.191.1 3.93.9 3.93.9 2,4012,401

본 발명에 의하면, 인장시험 온도가 유리 전이 온도보다 낮을 경우, 취성 특성 때문에 시편의 탭 중간에서 일어나던 조기 파단 현상이 방지되었으며, 파괴 한계에 이르러 파단되기 때문에 재료의 원래 특성이 구현됨에 따라 응력과 신장률이 보다 증가되어 측정되었다. 따라서, 보다 신뢰성 있는 인장 성질의 측정을 가능하게 한다.According to the present invention, when the tensile test temperature is lower than the glass transition temperature, the premature fracture phenomenon that occurred in the middle of the tab of the specimen was prevented because of brittleness, and the fracture occurred at the fracture limit, so that the stress and stress Elongation was further increased and measured. Thus, it is possible to measure more reliable tensile properties.

Claims (5)

고체 추진제 또는 경질 탄성 내열재의 인장 시험을 위한 장치에 있어서,A device for tensile testing of solid propellants or rigid elastic heat resistant materials, 유리전이온도 이하에서 시편의 인장력을 측정하기 위하여 시편 홀더와 시편이 맞닿는 접촉면상에 고무패드가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 유리 전이 온도 이하에서의 인장시험을 위한 시편홀더.A specimen holder for tensile testing at or below the glass transition temperature, characterized in that a rubber pad is attached to a contact surface between the specimen holder and the specimen in order to measure the tensile force of the specimen at or below the glass transition temperature. 제1항에 있어서, 상기 시편홀더는 시편 홀더와 시편이 맞닿는 접촉면상에 상기 고무 패드의 두께만큼 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유리 전이 온도 이하에서의 인장시험을 위한 시편홀더.The test piece holder according to claim 1, wherein the test piece holder has a groove formed on the contact surface between the test piece holder and the test piece by the thickness of the rubber pad. 제1항에 있어서, 상기 시편홀더는 인장시험 과정에서 시편이 뒤틀어지거나 빠져버리는 것을 방지하기 위하여 시편홀더의 옆면에 끼워지도록 중심부가 돌출형인 덧판을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 유리 전이 온도 이하에서의 인장시험을 위한 시편홀더.The method of claim 1, wherein the specimen holder is further provided with a cover plate having a central portion protruding so as to be fitted to the side surface of the specimen holder in order to prevent the specimen from twisting or falling off during the tensile test process Specimen holder for tension test 제1항에 있어서, 상기 고무패드의 재질은 HTPB(hydroxyl-terminated polybutadiene)고무(유리 전이 온도: -79℃)인 것을 특징으로 하는 유리 전이 온도 이하에서의 인장시험을 위한 시편홀더.The specimen holder of claim 1, wherein the rubber pad is made of HTPB (hydroxyl-terminated polybutadiene) rubber (glass transition temperature: -79 ° C.). 제1항에 있어서, 상기 고무패드의 두께는 0.5mm인 것을 특징으로 하는 유리 전이 온도 이하에서의 인장시험을 위한 시편홀더.The test piece holder according to claim 1, wherein the rubber pad has a thickness of 0.5 mm.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104614236A (en) * 2015-02-28 2015-05-13 福建融诚建设工程质量检测有限公司 Convenient safety clamp
KR20160035111A (en) * 2014-09-22 2016-03-31 수원대학교산학협력단 Tensile test system
CN103512801B (en) * 2013-09-23 2016-06-15 清华大学苏州汽车研究院(相城) A kind of stretching force-measuring sensor
CN106769429A (en) * 2017-01-20 2017-05-31 东北大学 The improved method that a kind of thermal expansion phase transformation instrument drawing by high temperature sample has thermograde
CN108918292A (en) * 2018-07-03 2018-11-30 上海曙赢新材料有限公司 Tensile test device is used in a kind of exploitation of new material
CN109374405A (en) * 2018-11-12 2019-02-22 中国航发北京航空材料研究院 A kind of ceramic fixture for the test of superhigh temperature creep tensile strength
WO2021120387A1 (en) * 2019-12-20 2021-06-24 清华大学 Material dynamic measurement method and axial vibration measurement system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100984551B1 (en) * 2008-09-26 2010-09-30 임용현 Multi-function boiler
KR102630897B1 (en) * 2023-09-13 2024-01-30 국방기술품질원 Solid propellant specimen fixing jig for stress relaxation test and test apparatus using the same

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103512801B (en) * 2013-09-23 2016-06-15 清华大学苏州汽车研究院(相城) A kind of stretching force-measuring sensor
KR20160035111A (en) * 2014-09-22 2016-03-31 수원대학교산학협력단 Tensile test system
CN104614236A (en) * 2015-02-28 2015-05-13 福建融诚建设工程质量检测有限公司 Convenient safety clamp
CN106769429A (en) * 2017-01-20 2017-05-31 东北大学 The improved method that a kind of thermal expansion phase transformation instrument drawing by high temperature sample has thermograde
CN108918292A (en) * 2018-07-03 2018-11-30 上海曙赢新材料有限公司 Tensile test device is used in a kind of exploitation of new material
CN109374405A (en) * 2018-11-12 2019-02-22 中国航发北京航空材料研究院 A kind of ceramic fixture for the test of superhigh temperature creep tensile strength
WO2021120387A1 (en) * 2019-12-20 2021-06-24 清华大学 Material dynamic measurement method and axial vibration measurement system

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