KR20130134337A

KR20130134337A - 피로시험기용 변위계측기

Info

Publication number: KR20130134337A
Application number: KR1020120057782A
Authority: KR
Inventors: 손경주; 전진화
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2013-12-10

Abstract

본 발명은 시편과의 마찰을 최소화하여 시편의 피로수명을 정밀하게 측정할 수 있는 피로시험기용 변위계측기에 관하여 개시한다.
이를 위하여 본 발명은 피로시험기의 상, 하부 그립에 축방향으로 고정되는 시편의 주변에 배치되며, 외관을 형성하는 프레임과, 프레임의 상, 하부 동일선상에 각각 이격되게 연결되고, 전원을 공급받아 시편과 부착되며, 시편과 부착되는 접촉면이 평평한 판 형태로 이루어지는 한 쌍의 고정편과, 한 쌍의 고정편과 연결되어, 피로시험의 외압조건에 따른 시편의 축방향 변위를 감지하는 센싱부를 포함하는 피로시험기용 변위계측기를 제공한다.

Description

피로시험기용 변위계측기{EXTENSOMETER FOR FATIGUE TESTING DEVICE}

본 발명은 피로시험기용 변위계측기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시편과의 마찰을 최소화하여 시편의 피로수명을 정밀하게 측정할 수 있는 피로시험기용 변위계측기에 관한 것이다.

일반적으로 재료의 특성평가를 위한 인장이나 압축시험 시 시험편의 축방향 거리변화(변위) 측정이 필수적이며, 또한 피로시험 시 변형률 제어의 경우도 마찬가지로 축방향 거리변화를 정확히 측정해야하므로 변위계측기(extensometer)가 사용된다.

이러한 변위계측기(extensometer)는 강재 시편의 강도 및 변형률 등을 측정하기 위해 사용되어지는 센서로서, 시편이 사각형이거나 원형일 때 동일축 상에 있는 두 지점간의 거리변화를 측정하는 기기이다.

이때, 변위계측기는 시편의 축방향 변위 측정을 보다 정밀하게 하기 위해 시편에 흔들림 없이 부착되어야 하며, 시편과 접촉하는 부위로 인해 시편에 균열이 발생치 않도록 해야 한다.

본 발명과 관련된 선행문헌으로는 KR 공개특허공보 제10-2006-0098066호(2006.09.18. 공개) '인장시험기용 신장계 측정장치'가 있다.

본 발명은 시편과의 마찰을 최소화하여 시편의 피로수명을 정밀하게 측정할 수 있는 피로시험기용 변위계측기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 기술적 사상에 따르면, 피로시험기의 상, 하부 그립에 축방향으로 고정되는 시편의 주변에 배치되며, 외관을 형성하는 프레임; 상기 프레임의 상, 하부 동일선상에 각각 이격되게 연결되고, 전원을 공급받아 상기 시편과 부착되며, 상기 시편과 부착되는 접촉면이 평평한 판 형태로 이루어지는 한 쌍의 고정편; 및 상기 한 쌍의 고정편과 연결되어, 피로시험의 외압조건에 따른 상기 시편의 축방향 변위를 감지하는 센싱부;를 포함하는 피로시험기용 변위계측기를 제공한다.

상기 고정편은, 상기 접촉면의 길이가 2~5mm인 것이 바람직하다.

상기 고정편은, 사각 단면 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 한 쌍의 고정편은, 상호 이격된 거리가 상기 시편의 표점거리인 것이 바람직하다.

상기 한 쌍의 고정편은, 전자석인 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 상기 한 쌍의 고정편에 전원을 공급하는 전원공급부를 더 포함할 수 있다.

본 발명인 피로시험기용 변위계측기에 따르면, 자력을 이용해 시편에 부착됨으로써, 시편으로부터 슬립되거나 마찰을 방지할 수 있어 시편의 피로수명을 정밀하게 측정할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 피로시험기용 변위계측기가 피로시험기에 설치된 모습을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 피로시험기용 변위계측기를 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 피로시험기용 변위계측기의 구성 간 작동관계를 설명하기 위해 도시한 도면,
도 4는 도 3에 표시된 'A' 부분을 확대 도시한 도면임.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 피로시험기용 변위계측기에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 피로시험기용 변위계측기가 피로시험기에 설치된 모습을 도시한 도면이다.

이러한 도 1은 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것으로, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

도 1을 참조하면, 피로시험기의 상, 하부 그립(12, 14) 축방향 사이에 시편(20)이 고정된다.

이러한 피로시험 시 시편(20)에 외압조건을 주어 시편(20)의 거리변화(변위)를 측정하게 된다. 이때, 보다 정밀한 변위측정을 위해 시편(20)에 본 발명의 일실시예에 따른 피로시험기용 변위계측기(100)를 부착한다.

도 1에 도시된 바로는 피로시험기용 변위계측기(100)가 시편(20) 상에 부착된 것으로 보이지만, 이는 특정한 부위만을 강조하기 위해 개략적으로 도시한 것이다. 피로시험기용 변위계측기(100)는 별도의 고정지그(미도시)를 통해 피로시험기의 상, 하 그립(12, 14) 사이에 고정될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 피로시험기용 변위계측기를 개략적으로 도시한 도면이다.

여기서 하기의 설명에서는 도 2에 도시된 도면을 설명하지만, 원활한 내용설명과 그에 따른 이해를 돕기 위해 도 1의 도면도 참조하는 것이 바람직하다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 피로시험기용 변위계측기(100)는 크게, 프레임(110)과, 한 쌍의 고정편(120, 120')과, 센싱부(130)와, 전원공급부(140)를 포함한다.

프레임(110)은, 피로시험기의 상, 하부 그립(12, 14)에 축방향으로 고정되는 시편(20)의 주변에 배치되며, 외관을 형성한다.

한 쌍의 고정편(120, 120')은, 상기 프레임(110)의 상, 하부 동일선상에 각각 이격되게 연결된다. 그리고 한 쌍의 고정편(120, 120')은, 전원을 공급받아 시편(20)과 부착된다.

이때, 상기 한 쌍의 고정편(120, 120')은 전원의 공급여부에 따라 자력의 유무가 결정되는 전자석으로 이루어지는 것이 바람직하다.

센싱부(130)는 상기 한 쌍의 고정편(120, 120')과 연결되어, 피로시험의 외압조건에 따른 시편(20)의 축방향 변위를 감지한다.

전원공급부(140)는, 상기 한 쌍의 고정편(120, 120')에 전원을 공급한다.

이때, 상기 전원공급부(140)는 시험환경에 따라 전원의 유/무를 제어하는 스위치(미도시)를 구비할 수 있다.

이러한 스위치의 선택적인 조작에 의해 상기 한 쌍의 고정편(120, 120')에 전원 공급 여부가 결정될 수 있다.

또한, 상기 스위치는 고정편(120, 120')에 공급되는 전원의 세기를 조절할 수도 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 피로시험기용 변위계측기의 구성 간 작동관계를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 피로시험기용 변위계측기(100)는 크게, 프레임(110)과, 한 쌍의 고정편(120, 120')과, 센싱부(130)와, 전원공급부(140)를 포함한다.

상기와 같은 구성들은 도 1 내지 도 2에서 상술된 내용이므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 다만, 상술된 내용이라도 도면의 이해를 돕기 위해 부분적으로 중복되는 부분이 포함될 수 있다. 아울러, 도 3에서는 각 구성 간 작동관계에 대해 살펴보기로 한다.

도시된 한 쌍의 고정편(120, 120')은 프레임(110)의 상, 하부 동일선상에 각각 이격되게 연결된다. 이러한 한 쌍의 고정편(120, 120')은 전술된 바와 같이 전자석으로 이루어짐에 따라 전원공급부(140)로부터 전원을 공급받아 시편(20)과 부착된다.

이때, 전원공급부(140)의 전원 공급 여부에 따라 상기 한 쌍의 고정편(120, 120')은 상기 시편(20)과 부착 여부가 결정될 수 있다.

여기서 상기 한 쌍의 고정편(120, 120')은, 축방향으로 상호 이격된 거리가 시편(20)의 표점거리(L1)인 것이 바람직하다.

이때, 상기 한 쌍의 고정편(120, 120')은 사각 단면 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 센싱부(130)는 상기 한 쌍의 고정편(120, 120')과 연결되어, 피로시험의 외압조건에 따른 시편(20)의 축방향 변위를 감지한다.

이때, 상기 시편(20)의 축방향 변위는 상기 표점거리(L1)를 통해 확인할 수 있다. 그리고 상기 센싱부(130)는 시편(20)과 연결된 한 쌍의 고정편(120, 120')과 상호 전기적인 신호를 통해 보다 정밀하게 시편(20)의 축방향 변위를 감지할 수 있다.

도 4는 도 3에 표시된 'A' 부분을 확대 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 고정편(120)이 시편(20)에 부착된 모습을 확인할 수 있다.

이때, 고정편(120)은 시편(20)과 부착되는 접촉면(122)이 평평한 판 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 고정편(120)이 평평하지 않고 굴곡지거나 뾰족한 형상으로 이루어지면 접촉하는 시편(20)에 충격을 주게 된다.

이러한 충격으로 인해 시편(20)에 미소한 균열이 발생하고 이 균열은 점차적으로 응력집중이 이루어져, 시편(20)의 특성평가의 신뢰성 있는 결과 값을 도출하기가 어려워진다.

따라서 고정편(120)은 굴곡지거나 뾰족한 형상이 아닌 평평한 판 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.

이를 위하여 고정편(120)은, 상기 시편(20)과 접촉하는 접촉면(122)의 길이(L2)가 2~5mm인 것이 바람직하다.

만약, 상기 접촉면(122)의 길이(L2)가 2mm 미만이면 길이 특성상 굴곡지거나 뾰족한 형상이 될 수 있어 시편(20)과 고정편(120)과의 마찰로 인해 균열이 야기할 문제가 발생할 수 있다.

이와 반면에 상기 접촉면(122)의 길이(L2)가 5mm 이상이면, 시편(20)과의 접촉면적이 넓어져 효과적일 수 있지만 필요 이상의 길이로 인해 제조원가가 상승하는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 고정편(120)은 전원의 공급 여부에 따라 자력을 갖추게 되는 전자석이므로, 접촉면(122)의 길이가 5mm 이상이면, 필요 이상의 자력으로 인해 시편(20)의 특성 평가에 미소하게나마 영향을 끼칠 수도 있다.

따라서 고정편(120)은, 상기 시편(20)과 접촉하는 접촉면(122)의 길이(L2)가 2~5mm인 것이 바람직하다.

상술된 바와 같이, 본 발명인 피로시험기용 변위계측기에 따르면 자력을 이용해 시편에 부착됨으로써, 시편으로부터 슬립되거나 마찰을 방지할 수 있어 시편의 피로수명을 정밀하게 측정할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

12 : 상부 그립 14 : 하부 그립
20 : 시편 100 : 피로시험기용 변위계측기
110 : 프레임 120, 120' : 고정편
122 : 접촉면 130 : 센싱부
140 : 전원공급부

Claims

피로시험기의 상, 하부 그립에 축방향으로 고정되는 시편의 주변에 배치되며, 외관을 형성하는 프레임;
상기 프레임의 상, 하부 동일선상에 각각 이격되게 연결되고, 전원을 공급받아 상기 시편과 부착되며, 상기 시편과 부착되는 접촉면이 평평한 판 형태로 이루어지는 한 쌍의 고정편; 및
상기 한 쌍의 고정편과 연결되어, 피로시험의 외압조건에 따른 상기 시편의 축방향 변위를 감지하는 센싱부;를 포함하는 피로시험기용 변위계측기.
제 1 항에 있어서,
상기 고정편은,
상기 접촉면의 길이가 2~5mm인 것을 특징으로 하는 피로시험기용 변위계측기.
제 1 항에 있어서,
상기 고정편은,
사각 단면 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피로시험기용 변위계측기.
제 1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 고정편은,
상호 이격된 거리가 상기 시편의 표점거리인 것을 특징으로 하는 피로시험기용 변위계측기.
제 1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 고정편은,
전자석인 것을 특징으로 하는 피로시험기용 변위계측기.
제 1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 고정편에 전원을 공급하는 전원공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피로시험기용 변위계측기.