KR20110102987A - 좌굴 방지 시험용 지그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속재 및 섬유강화 복합재의 피로특성 평가를 위한 인장-압축 하중 피로시험시에 압축하중에 의한 판재형 시험편의 좌굴을 방지하기 위해 사용되는 좌굴 방지 시험용 지그에 관한 것이다.
본 발명은 일정 간격으로 이격된 2개의 지지판재(2,2'); 상기 2개의 지지판재(2,2') 사이에 설치되며, 시험편(100)의 인장과 압축 하중 시에 상하로 움직일 수 있도록 이격 거리를 형성하는 스페이서(4)를 포함하며, 상기 2개의 지지판재(2,2')는, 고정볼트(24)에 의해 체결되어 상호 이격된 간극(S)을 조절하도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

좌굴 방지 시험용 지그{A TESTING JIG}

본 발명은 좌굴 방지 시험용 지그에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속재 및 섬유강화 복합재의 피로특성 평가를 위한 인장-압축 하중 피로시험시에 압축하중에 의한 판재형 시험편의 좌굴을 방지하기 위해 사용되는 좌굴 방지 시험용 지그에 관한 것이다.

일반적으로 재료의 피로특성 평가를 위해 수행되는 피로 시험은 인장-인장, 인장-압축, 인장-압축, 굽힘 등의 하중 조건하에 수행되며, 이때 평균 응력식을 이용한 피로수명 예측을 위해 인장-압축에 대한 피로 시험이 가장 많이 수행된다.

타 하중조건과 달리 인장-압축 피로 시험은 시험편에 인장하중에 의한 변형과 압축하중에 의한 변형이 동시에 고려되어야 하며, 이에 압축 하중 시에 좌굴이 발생하게 된다.

이에 인장-압축 피로시험 시에 시험편의 좌굴을 방지하기 위해 여러 형태를 고려하여 지그를 제작하여 시험을 수행하고 있으나, 이에 대한 기준은 정해지지 않았다.

가장 중요한 점은 인장 하중시에는 시험편에 간섭이 발생하지 않아야 하며, 압축 하중시에는 좌굴에 의한 파손을 방지하기 위해 양면에서 가이드 역할을 수행해야 하고, 또한 인장-압축 피로시험은 빠른 속도로 진행되는 동적 시험이므로 시험편에 마찰이 발생하지 않도록 고려되어야 한다.

종래 피로시험장치에 시험편을 거치시킨 후 인장 및 압축을 연속적으로 반복하여 피로를 주면서 피로 수명을 시험하게 된다.

즉, 응력은 시험편의 소재에 따라 미리 정해지므로 이 정해진 응력에서 가장 기준적으로 얻어질 수 있는 피로 수명을 측정하게 되는데, 종래에는 압축시 시험편이 좌굴되면서 피로 수명의 측정값에 오차가 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 금속재 및 섬유강화 복합소재의 인장-압축 피로 시험시 시험편의 좌굴을 방지함으로써 피로 수명의 측정이 정확해질 수 있도록 한 좌굴 방지 시험용 지그를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 일정 간격으로 이격된 2개의 지지판재; 상기 2개의 지지판재 사이에 설치되며, 시험편의 인장과 압축 하중 시에 상하로 움직일 수 있도록 이격 거리를 형성하는 스페이서를 포함하는 좌굴 방지 시험용 지그에 의해 달성될 수 있다.

상기 지지판재는 장방형의 판상이며, 다수의 체결공이 형성되고, 중간에 일정 길이를 갖는 장공이 형성되며, 상기 체결공에 고정볼트가 결합되어 상호 이격되도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 지지판재의 안쪽면 일측에는 미끄러짐을 방지하기 위한 논슬립층이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 논슬립층은 테프론 필름으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 지지판재의 외면 일측에는 피로시험장비에 장착되어지며, 미끄러짐이 방지되도록 다수의 돌출단이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 지지판재의 안쪽면 타측에는 시험편의 미끄러짐을 방지하기 위해 다수의 돌기로 이루어진 널링부가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 스페이서는 상기 지지판재의 장공에 삽입되는 가이드; 상기 가이드의 하부에 부착된 일정 면적의 판부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 인장-압축 피로시험에 대한 시험 결과에 대한 신뢰성을 높일 수 있으며, 이에 대한 시험 결과를 통하여 시험 재료의 평균응력식에 따른 피로수명을 예측할 수 있는 효과를 가져온다. 또한, 인장-압축 시험시에 적용되는 좌굴 방지 지그에 대한 시험 기준을 제시하여, 재질에 대한 피로 특성 평가가 이루어지는 많은 산업 분야에도 발전 효과를 가져온다.

도 1은 본 발명에 따른 좌굴 방지 시험용 지그에 대한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 좌굴 방지 시험용 지그에 대한 결합 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 좌굴 방지 시험용 지그에 대한 분해 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 좌굴 방지 시험용 지그를 적용하여 인장-압축 시험을 한 S-N 선도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 좌굴 방지 시험용 지그에 대한 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 좌굴 방지 시험용 지그에 대한 결합 측면도, 도 3은 본 발명에 따른 좌굴 방지 시험용 지그에 대한 분해 측면도, 도 4는 본 발명에 따른 좌굴 방지 시험용 지그를 적용하여 인장-압축 시험을 한 S-N 선도이다.

도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 좌굴 방지 시험용 지그(A)는, 일정 간격으로 이격된 2개의 지지판재(2,2'); 상기 2개의 지지판재(2,2') 사이에 설치되며, 시험편(100)의 인장과 압축 하중 시에 상하로 움직일 수 있도록 이격 거리를 형성하는 스페이서(4)를 포함하여 구성된다.

지지판재(2,2')는 장방형의 판상으로 된 금속판이며, 일측에는 가장자리에 다수의 체결공(22)이 형성되고, 중간에 일정 길이를 갖는 장공(20)이 형성되며, 상기 체결공(22)에 고정볼트(24)를 체결시켜 2개의 지지판재(2,2')를 일체화시키되 일정한 간격으로 이격될 수 있도록 고정볼트(24)를 조이거나 풀어줌으로써 이격된 간극(S)의 크기를 조절할 수 있다.

지지판재(2,2')의 안쪽면 일측에는 시험편(100)의 미끄러짐을 방지하기 위한 논슬립층(5)이 형성된다.

상기 논슬립층(5)은 테프론 필름을 접착시켜 형성된다.

그리고, 지지판재(2,2')의 외면 일측에는 피로시험장비(미도시)에 장착되어지며, 시험 작동시 미끄러짐이 방지될 수 있도록 하기 위해 다수의 돌출단(26)이 형성된다.

지지판재(2,2')의 안쪽면 타측에는 시험편(100)의 미끄러짐을 방지하기 위해 다수의 돌기로 이루어진 널링부(27)가 형성된다.

상기 스페이서(4)는 상기 지지판재(2,2')의 장공(20)에 삽입되도록 돌출된 가이드(42)가 일측 외면에 형성되고, 상기 가이드(42)의 하부에는 일정한 면적을 갖는 판부(44)가 형성된다.

따라서 상기 판부(44)의 외면이 지지판재(2,2')에 밀착되고, 내면은 시험편(100)에 지지됨으로써, 인장-압축 피로시험시 시험편(100)이 슬라이딩될 때 마찰을 감소시키고 미미한 좌굴 발생을 억제시키는 역할을 하게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 좌굴 방지 시험용 지그(A)를 적용하여 인장-압축 시험 후 결과를 나타낸 그래프이다.

시험편(100)이 고유로 갖는 응력(Stress level)에 따라 본 발명의 좌굴 방지 시험용 지그(A)를 적용하여 시험편(100)을 시험함으로써 피로 수명을 각 응력에 따라 얻은 값을 표시한 것이다.

도 4에 표시된 점은 해당 응력에 대응하는 피로 수명의 체크 지점을 나타낸다.

예를 들어 응력이 65%인 시험편(100)을 본 발명의 좌굴 방지 시험용 지그(A)에 거치시킨 후 인장-압축 시험을 실시하면, 상기 응력 65%인 시험편(100)의 피로 수명은 약 200 정도임을 알 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 좌굴 방지 시험용 지그(A)를 이용하면 시험편(100)의 좌굴되지 않고 인장-압축 시험을 할 수 있게 되므로 정확한 시험 결과값을 얻을 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

2,2' : 지지판재 4 : 스페이서
5 : 논슬립층 20 ; 장공
22 : 체결공 24 : 고정볼트
26 ; 돌출단 27 : 널링부
42 : 가이드 44 ; 판부
100 ; 시험편

Claims (8)

1. 일정 간격으로 이격되어 간극(S)이 마련된 2개의 지지판재(2,2');
   상기 2개의 지지판재(2,2') 사이에 설치되며, 시험편(100)의 인장과 압축 하중 시에 상하로 움직일 수 있도록 이격 거리를 형성하는 스페이서(4)
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 좌굴 방지 시험용 지그.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 2개의 지지판재(2,2')는
   장방형의 판상으로 된 금속판이며, 일측에는 가장자리에 다수의 체결공(22)이 형성되고, 중간에 일정 길이를 갖는 장공(20)이 형성되며, 상기 체결공(22)에 고정볼트(24)가 체결된 것을 특징으로 하는 좌굴 방지 시험용 지그.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 2개의 지지판재(2,2')의 간극(S)은 상기 고정볼트(24)의 회전에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 좌굴 방지 시험용 지그.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 지지판재(2,2')의 안쪽면 일측에는 시험편(100)의 미끄러짐을 방지하기 위한 논슬립층(5)이 형성된 것을 특징으로 하는 좌굴 방지 시험용 지그.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 논슬립층(5)은 테프론 필름을 접착시켜 형성된 것을 특징으로 하는 좌굴 방지 시험용 지그.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 지지판재(2,2')의 외면 일측에는 피로시험장비에 장착도록 다수의 돌출단(26)이 형성된 것을 특징으로 하는 좌굴 방지 시험용 지그.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 지지판재(2,2')의 안쪽면 타측에는 시험편(100)의 미끄러짐을 방지하기 위해 다수의 돌기로 이루어진 널링부(27)가 형성된 것을 특징으로 하는 좌굴 방지 시험용 지그.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 스페이서(4)는 상기 지지판재(2,2')의 장공(20)에 삽입되도록 돌출된 가이드(42)가 일측 외면에 형성되고, 상기 가이드(42)의 하부에는 일정한 면적을 갖는 판부(44)가 형성된 것을 특징으로 하는 좌굴 방지 시험용 지그.
   

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