KR20090004809U - 일반 인장시편을 이용한 고속인장 시험용 지그장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고속 인장시험 대상인 금속재료의 시편을 고정시키기 위한 지그 장치에 관한 고안으로서, 고속 인장시험시 시편의 상부는 고정되고 하부는 개방된 상태에서 시험이 진행됨에 따라 시편의 하부를 고정하는 장치가 이동하며 시편의 하부에 고정되어 인장력이 작용하게 된다. 이에 따라 시편의 상부는 일반 인장 시험기의 시편과 같은 형상을 가지나 시편의 하부는 길이가 더 길어지는 형상을 가지게 된다. 이러한 형상의 차이로 인하여 일반 인장시험용 시편과 고속 인장용 시편을 따로 제작하여야 하고 이에 따른 비용 및 시간의 손실이 발생된다. 본 고안에서는 일반 인장시험용 시편을 이용하여 고속 인장시험을 수행할 수 있는 지그를 고안하여 비용의 낭비를 줄이며 고속 인장시험을 수행할 수 있고 이를 바탕으로 운송수단의 충돌이나 다양한 소재의 고속 성형 등과 같이 소재의 변형이 빠르게 이루어지는 분야에 대한 다양한 물성치를 제공하여 정확한 분석과 설계가 가능하도록 한다.

고속인장시험, 시편, 시편고정용 지그

Description

일반 인장시편을 이용한 고속인장 시험용 지그장치{Jig for using normal tensile test piece in high speed tensile tester}

본 고안은 고속인장 시험대상인 금속재료의 시편을 고정시키기 위한 고속인장 시험용 지그장치에 관한 것이다. 특히 그중에서도 본 고안은 재료의 동적 물성시험시 사용되는 고속인장 시험기의 박판형 시편의 고정용 지그에 관한 것으로, 수-수백/s 구간인 고변형률 속도에서 동적 인장 시험시 사용되는 시편과 일반 인장 시편시 사용되는 시편 형상의 차이로 인해 고속인장용 시편을 따로 제작하여야 하는 불편함을 감소시키기 위해 창안된 것이다.

일반적으로 재료의 강도는 변형속도에 따라 변하며, 대부분의 재료는 변형속도가 증가할수록 강도가 증가한다. 재료의 변형속도를 나타내는 변수로 변형률 속도를 사용하는데, 변형률 속도는 시간에 따른 변형률의 변화량으로 나타낸다. 변형률 속도가 수/s 이하는 일반적인 정적 시험기나 피로시험기를 사용하여 시험한다. 변형률 속도가 수-수백/s의 고변형률 속도에서는 특수한 유압장치를 사용한 고속인 장시험기를 사용한다.

그러나, 고속인장시험기에서는 시편의 상부는 도 1에서와 같이 지그를 이용하여 고정되어 있지만, 시편의 하부는 고속인장을 위한 속도를 얻기 위하여 실험 초기상태에는 시편과 간격을 두고 떨어져 개방되어 있다. 이러한 상태에서 실험이 진행됨에 따라 시편의 하부를 고정하는 장치가 이동하면서 시편 하부에 고정되어 인장력이 작용하게 된다. 즉, 하부 고정대가 원하는 속도로 하강하는 순간 시편을 잡아 시편을 인장시키면서 인장시험을 수행하게 된다. 고속인장시험을 위해 사용되는 시편은 이러한 이유로 시편의 하부가 일반 인장기의 시편보다 긴 형상을 나타내게 된다. 따라서, 일반 인장 시험과 고속 인장시험을 실시할 경우 이러한 형상의 차이로 인하여 일반 인장시험용 시편(첨부도면 도 1)과 고속 인장용 시편을 도 2에서와 같이 따로 제작하여야 하고 이에 따른 비용 및 시간의 손실이 발생된다.

본 고안은 상술한 바와 같이 고속인장시험시 일반 인장시험과는 다른 형상의 시편이 사용됨으로 인하여 추가비용 및 제작시간이 발생되는 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 일반 인장시험용 시편을 이용하여 고속인장 시험기를 사용하기 위한 고속인장시험용 지그장치를 제공하는데 있다.

본 고안은 상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 인장시험 대상인 시편의 하부를 지그장치에 고정시키고, 고속인장시험 과정에서 일정한 속도에 도달한 후 고정되는 고속인장 시험기의 하부 고정장치가 상기의 지그를 잡아 고정하며 고속 인장시험을 수행함을 특징으로 한다. 즉,

본 고안은 고속인장시험 시 인장 시험 대상인 금속재료 시편을 고정시키는데 있어서, 일반 인장시험용 시편을 사용할 수 있도록 시편을 고정 지지하는 ㅡ 자 형상의 일정 길이의 지그 로드부와 상기 일반 인장용 시편을 상기 로드부에 고정하기 위한 패드 및 상기 시편과 상기 지그 로드부의 체결용 볼트, 너트 및 와셔를 구비한 것으로 구성되는 고속인장시험용 지그장치를 제공하므로써 운송수단의 충돌이나 다양한 소재의 고속 성형 등과 같이 소재의 변형이 빠르게 이루어지는 분야에 대한 다양한 물성치를 제공하여 정확한 분석과 설계가 가능하도록 한 데에 발명의 요지가 있다.

본 고안을 적용함으로써 종래의 경우와 달리 고속 인장실험에 있어서도 일반 인장실험용 시편을 사용할 수 있다. 즉, 본 고안은 종래 일반 인장시험용 시편과 고속 인장시험용 시편을 구분하여 제작함으로 발생되는 비용과 시간을 대폭 줄일 수 있다. 이를 바탕으로 운송수단의 충돌이나 소재의 고속 성형, 무기 산업 등과 같이 소재가 빠르게 변형하는 분야에서 특히 신속하고 보다 다양한 소재를 일반 인장시험으로 수행가능하게 되므로써 별도로 고속 인장시험을 해야하고, 이에 따른 시편제작을 추가적으로 하지 않고도 수행할 수 있다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래기술에 따른 일반인장시험용 박판형 시편의 형상을 나타낸 도면이다. 일반 인장시험시에는 도 1 시편의 상부 그립부(110)와 하부그립부(120)가 시험시작부터 고정된다. 도 2는 종래기술에 따른 고속 인장 시험용 시편의 형상을 나타낸 정면도이다. 시험이 시작되면 도 2 시편의 상부그립부(210)는 고정되며 하부그립부(220)는 고속인장시험기의 하부고정장치인 죠(jaw)가 일정 속도에 도달한 후 하부그립부(220)를 잡아 고정되게 된다.

본 고안은 박판의 고속인장 시험시 일반 인장시험용 시편을 사용하기 위한 것으로 일반인장 시편의 하부그립부에 구멍을 내고 한쌍의 패드 사이에 일반인장 시험용 시편을 고정하고, 이를 고속인장 시험기에 장착함으로써 일반 인장시험용 시편을 고속 인장시험에 사용할 수 있도록 하였다.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 시편이 고정된 지그 장치형상의 정면도와 측면도를 나타낸 개략도이다. 즉, 도 3에는 일반 인장시편(도 1의 부호 410)에 본 고안 지그장치(300)를 체결시킨 상태가 나타나 있다. 도 4는 본 고안에 사용되는 일반 인장용 시편(410)으로 시편을 고정할 수 있도록 시편의 하부, 그립부에 구멍(420)을 형성한다. 도 5는 본 고안에 사용되는 고속 인장시험용 지그장치의 형상을 나타낸 것으로 한쌍의 패드(510)에는 시편을 고정하기 위한 한쌍의 시편지지구(520)와, 시편을 대신하여 시험장비의 하부고정대가 잡아 인장시키도록 하는 ㅡ자 형상의 지그 로드부(530)와, 지그와 패드(510)를 고정하기 위한 한쌍의 지지구(540)로 구성된다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 고안의 일반인장용 시편(410)은 고속 인장시험용 패드(510)의 사이에 볼트(310)와 너트(320) 및 와셔(330)로 고정되고, 패드(510)와 지그 로드(530)도 볼트(340)와 너트(350) 및 와셔(360)로 고정된다.

도 6은 종래의 고속인장시험시의 박판형 시편(도 2) 고정상태와 본 고안상의 시편(도 3) 고정상태를 각각 대비하여 나타낸 것이다.

도 6에서와 같이 시편(410)과 지그가 고정되면 고속 인장시험에서 시편의 상부(210)는 장치의 상부 고정부로 고정되고, 시편의 하부(220)는 죠(600)와 일정한 간격을 유지하며 벌어진 상태로 설치된다. 시험이 수행됨에 따라 하부의 죠(600)는 시편의 하부(220) 방향으로 이동하게 되고 설정된 속도에 다다르게 되면 하부의 죠(600)는 시편과 고정된 지그 로드(530)를 물어 고정된 상태에서 아래 방향으로 진행하여 고속 인장시험을 수행하게 된다. 도 2와 같은 종래의 고속 인장용 시편은 이러한 하부 죠(600)의 이동 거리를 고려하여 하부 그립부(220)가 상부 그립부(210)보다 더 긴 형태를 가져야 하나 본 고안에서는 이에 관계없이 사용할 수 있는 지그장치를 제공한다.

상기 본 고안 실시예 외에도 본 고안 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 고안을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있는 것이다. 그러나 이들 변형 가능한 예들도 본 고안 취지와 동일하다면 본 고안의 범위에 속한다 할 것이다.

도 1은 일반적으로 사용되는 종래의 일반 인장시험용 박판형 시편을 나타낸 것이다.

도 2는 종래의 고속인장시험용 박판형 시편을 나타낸 그림이다.

도 3은 본 고안에 사용되는 일반 인장 시험용 시편을 나타낸 것이다.

도 4는 본 고안에 사용된 일반인장시험용 시편을 시험을 위해 지그로드에 장착한 상태를 나타낸 평면도 및 A-A'단면도이다.

도 5는 본 고안에 사용되는 고속인장 시험용 지그를 나타낸 것이다.

도 6은 종래의 고속 인장 시험시의 박판형 시편 고정상태와 본 고안상의 시편 고정상태를 각각 대비 설명하여 알기 쉽게 이를 나타낸 것이다.

<주요 부호>

110, 210 - 인장용 시편의 상부그립부(grip part),

120, 220 - 인장용 시편의 하부그립부, 310, 340 - 볼트,

320, 350 - 너트, 330, 360 - 와셔,

410 - 일반인장용 시편, 420 - 일반 인장용 시편 하부 그립부의 구멍,

510 - 시편과 지그 고정용 패드, 520 - 시편고정용 구멍,

530 - 시험용 지그 로드(rod)부, 540 - 지지로드부 고정용 구멍,

600 - 죠(jaw)

Claims (2)

1. 고속인장시험시 인장 시험 대상인 금속재료 시편을 고정시키는데 있어서, 일반 인장시험용 시편(410)을 사용할 수 있도록 시편을 고정 지지하는 ㅡ 자 형상의 일정 길이의 지그 로드부(530)와 상기 일반 인장용 시편(410)을 상기 로드부(530)에 고정하기 위한 패드(510) 및 상기 시편(410)과 상기 지그 로드부(530)의 체결용 볼트(310, 340), 너트(320, 350) 및 와셔(330, 360)를 구비한 것으로 구성되는 고속인장시험용 지그장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 지그장치를 고정하기 위해 시편에 하부의 그립에 구멍(420)을 형성하는 시편지지용 지그장치.

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