KR20180057131A - 금속판재의 충격 전단시험 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발사구가 구비된 에어건; 상기 에어건에 동일선상에서 수평으로 설치되고 시험편이 설치되는 출력봉; 상기 에어건 발사구에 내삽되고 상기 에어건의 작동에 의해 상기 시험편에 충격력을 가하는 발사체; 상기 출력봉에 설치되어 상기 발사체가 상기 시험편에 고속 충격력을 가할 때 상기 시험편의 전단 변형 및 파단에 따른 동적 하중신호를 검출하는 하중신호검출센서; 상기 시험편 인근에 설치되어 상기 발사체의 충격시 상기 시험편의 변위와 상기 출력봉의 이동량 변위를 측정하여 상기 시험편의 하중작용 방향으로 발생하는 전단시 변위에 해당하는 상대적 변위를 측정할 수 있는 변위측정센서;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

금속판재의 충격 전단시험 장치{Impact Shear Testing Apparatus for Metallic Sheets}

본 발명은 충격하중을 받는 경우 고 변형률속도(high strain-rate) 영역에서 작용하는 금속판재의 동적 하중신호 및 변위신호를 새로운 방식으로 검출하여 금속재료의 동적 전단변형 거동과 특성을 측정하고 전단 변형시 발생하는 전단 띠의 발생과정을 관찰하기 위한 이중전단되는 시험편을 이용한 금속판재의 충격 전단시험 장치에 관한 것이다.

충격하중이 작용하여 발생하는 고 변형률속도 영역에서 금속재료의 변형거동을 시험하고자 할 때는 주로 인장 또는 압축 특성에 대하여 고려된다. 그러나 충격하중 작용시 재료의 변형 동안 생성되는 국부적인 전단변형은 중요한 요소로 고려되어야 한다. 또한 고 변형률속도에서 전단변형은 단열 조건으로 인해 국부적인 온도 상승에 따른 소성연화 거동이 전단 띠(shear bands) 형성에 크게 영향을 미치게 된다.

종래의 충격 전단시험의 경우, 콜스키 토션바(Kolsky torsion bar), 홉킨슨 충격시험법(Split Hopkinson Pressure Bar: SHPB) 등을 이용하고 있으나, 매우 짧은 충격시험 동안에 발생하는 전단 띠의 형성 및 진전 파단과정을 관찰하는 데는 한계가 있다.

따라서 금속재료의 고속 전단변형 동안 경과시간에 따른 단열 전단 띠의 형성 및 진전 거동을 명확하게 관찰하여 고속 전단 변형거동을 측정 평가할 수 있는 기술 개발이 필요하다.

KR 10-2003-0017784 A

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서 동적 하중검출방식(one-bar method)과 비접촉식 고속레이저변위계를 사용하여 고 변형률속도 영역에 있어서 동적 하중과 변위를 연계하여 검출하고, 동시에 여러 대의 고속영상촬영기를 연동시켜 매우 짧은 시간 간격으로 경과시간에 따른 금속재료의 동적 전단변형 및 파괴거동을 관찰하고 금속재료의 전단변형과 관련된 유동응력 측정과 전단파괴 기구를 파악할 수 있는 금속판재의 충격 전단시험 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 발사구가 구비된 에어건; 상기 에어건에 동일선상에서 수평으로 설치되고 시험편이 설치되는 출력봉; 상기 에어건 발사구에 내삽되고 상기 에어건의 작동에 의해 상기 시험편에 충격력을 가하는 발사체; 상기 출력봉에 설치되어 상기 발사체가 상기 시험편에 고속 충격력을 가할 때 상기 시험편의 전단 변형 및 파단에 따른 동적 하중신호를 검출하는 하중신호검출센서; 상기 시험편 인근에 설치되어 상기 발사체의 충격시 상기 시험편의 변위와 상기 출력봉의 이동량 변위를 측정하여 상기 시험편의 하중작용 방향으로 발생하는 전단시 변위에 해당하는 상대적 변위를 측정할 수 있는 변위측정센서;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 시험편은, 상기 발사체에 타격이 이루어지는 타격판재와, 상기 타격판재 양측에 연장되어 상기 출력봉의 전단에 고정되는 고정판재로 이루어져 이중 전단이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 변위측정센서는, 상기 시험편의 변위를 측정하는 제1변위측정센서와, 상기 출력봉의 이동량 변위를 측정하는 제2변위측정센서로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 변위측정센서는, 비접촉식 고속레이저변위계인 것을 특징으로 한다.

상기 제1변위측정센서는 상기 시험편 상부에 일정각도 경사지게 형성되고, 상기 시험편의 후단에는 상기 제1변위측정센서와 대응되는 경사면이 형성되어 상기 시험편의 전단시 변위를 측정가능하게 하고, 상기 제2변위측정센서는 상기 출력봉 하부에 일정각도 경사지게 형성되고, 상기 출력봉의 전단 하측에는 상기 제2변위측정센서와 대응되는 경사면이 형성되어 충격시 상기 출력봉의 이동량 변위를 측정가능하게 하는 것을 특징으로 한다.

상기 출력봉은, 전단부가 단차진 상부수직부, 상기 시험편이 결합되는 수평부, 하부수직부로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 시험편의 상부에는 상기 시험편의 전단 변형과정을 촬영하는 고속영상촬영기가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 출력봉에는, 후단부에 동적 하중검출시 응력파 전파에 따른 대한 반사파의 입사 간섭을 최소화시키기 위해 수평 상태로 정렬한 모멘트 트랩이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 출력봉에는, 외주면에 설치되어 상기 출력봉을 수평 유지 및 동일축으로 정렬시키고 상기 출력봉이 상기 발사체의 타격에 의한 고속 이동시 마찰을 줄이고 지지할 수 있는 리니어부시가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 모멘트 트랩 후측에는, 후측에 상기 출력봉과 탄성 충돌되게 하는 탄성재질의 홀더가 구비된 스토퍼가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 시험편의 상대적 전단 변위는 수학식 x(t)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

(x=상대적 변위, x1=시험편 변위 x2=출력봉의 이동량 변위 α: 출력봉과 시험편의 경사 측정각도)

상기한 구성에 의한 본 발명은 간단하게 충격하중 부하시 시험편의 양쪽 전단부에 부가된 동적하중 및 발생한 동적변위의 측정을 가능하게 하여, 이를 통해 시험편의 전단하중-전단변위 선도는 물론 나아가 전단응력-전단변형률 선도를 나타내는 것이 가능하여 고 변형률속도 영역에서 재료의 물성치의 결정 및 구성방정식(constitutive equation)의 제공이 가능하다.

또한 동시에 외부로부터 시험편의 관찰이 가능하다는 점에 착안하여 셔터 속도가 빠른 복수 대의 디지털카메라로 구성된 고속 영상촬영기를 사용하여 충격시험 동안 매우 짧은 시간 내 경과시간에 따른 시험편의 동적 전단 변형과정의 단속적 관찰이 가능하며, 비접촉식 고속 레이저 변위측정센서를 사용하여 충격하중에 따른 시험편의 소성변형에 따른 전단부 변위를 명확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속판재의 충격 전단시험 장치를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속판재의 충격 전단시험 장치에 체결된 시험편과 비접촉식 고속 레이저변위계의 레이저빔이 시험편에 닿는 위치를 도시한 확대도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속판재의 충격 전단시험 장치에 의해 측정된 전단하중-전단변위 선도를 도시한 그래프.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속판재의 충격 전단시험 장치에 장착된 고속영상촬영기를 사용하여 얻은 일련의 전단 변형과정을 찍은 영상 사진.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속판재의 충격 전단시험 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속판재의 충격 전단시험 장치를 도시한 구성도이다.

우선 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속판재의 충격 전단시험 장치의 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속판재의 충격 전단시험 장치는 도1에 도시된 바와 같이 에어건(100), 출력봉(200), 발사체(300), 하중신호검출센서(400) 및 변위측정센서(500)가 포함되어 이루어진다.

상기 에어건(100)은 에어가 고압으로 충진되는 챔버가 형성되고, 에어가 분출되는 수평방향으로 길게 형성된 관형의 발사구(120)가 형성된다.

상기 출력봉(200)은 상기 에어건(100)에 동일선상으로 수평으로 길게 설치되고 시험편이 설치된다.

이를 위해 출력봉(200)은 전단시험용 시험편이 체결될 수 있도록 출력봉의 길이방향으로 계단상 반원형태로 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 출력봉(200)은 리니어부시 양단 내측에 삽입되어 있으며 중앙부에 부착된 한 쌍의 하중신호검출센서(400)에 의해 시험편의 동적 하중신호가 검출될 때 시험편에서 발생하는 응력파에 대한 반사파가 포함되지 않게 충분한 길이로 구성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 출력봉(200) 타측 끝단에는 동적 하중검출시 응력파에 대한 반사파의 입사 간섭을 최소화시키기 위해 수평 상태로 정렬한 모멘트 트랩(220)을 설치하는 것이 바람직하다.

이때, 모멘트 트랩(220)은 일정한 길이의 봉재로 출력봉과 동일한 재질과 직경을 가지고, 상기 출력봉(200) 일측 끝단과 서로 수평으로 접촉된 상태에서 리니어부시(240)로 실험시 마찰을 줄이기 위해 고정단으로 지지되어 있는 것이 바람직하다.

한편, 상기 모멘트 트랩(200) 후측에는 상기 모멘트 트랩과 탄성 충돌되게 하는 탄성재질의 홀더가 구비된 스토퍼(260)가 설치된다.

상기 스토퍼(260)는 발사체(300)가 고속 충격을 가하게 되면 상기 출력봉(200)은 모멘트 트랩(220)과 탄성충돌이 발생하게 되며 이때 충격력을 받은 모멘트 트랩의 이동을 정지시키기 위해 강체의 홀더고정단과 내부에 충격흡수와 고정을 위한 고무 재질의 홀더가 내삽되어 구성되는 것이 바람직하다.

상기 발사체(300)는 시험편에 충격력을 가하는 구성이다.

상기 발사체(300)는 출력봉(200)보다 짧은 길이에 동일한 직경을 갖고 있으며 에어건(100)과 체결된 중공형상의 발사구(120)에 내삽되어 있는 상태에서 에어건(100)에 고압 충진된 공기압의 분출로 고속이동 하면서 출력봉(200) 끝단에 체결된 시험편을 타격하는 구성이다.

따라서 발사체(300)는 길이방향으로 고속 이동하면서 시험편의 타격면에 타격하는 충격력을 가함으로서 출력봉(200)에 체결된 시험편을 충격력으로 전단 변형 및 파단 시키게 된다.

상기 하중신호검출센서(400)는 상기 출력봉에 설치되어 상기 발사체가 상기 시험편에 고속 충격력을 가할 때 상기 시험편의 전단 변형 및 파단에 따른 동적 하중신호를 검출하게 된다.

그리고 하중신호검출센서(400)에 의해 검출된 동적 하중신호를 증폭시켜 전압 형태로 출력하는 신호증폭기와, 신호증폭기에서 전압 형태로 출력된 동적 하중신호 데이터를 저장하는 저장매체에 차례대로 연결되는 것이 바람직하다.

상기 변위측정센서(500)는 상기 시험편 인근에 설치되어 상기 발사체의 충격시 상기 시험편의 변위와 상기 출력봉의 이동량 변위를 측정하여 상기 시험편의 하중방향으로 발생하는 상대적인 변위를 측정할 수 있다.

상기 변위측정센서(500)는 비접촉식 고속레이저변위계로 실시하였다. 물론 변위를 측정할 수 있는 비접촉식 변위계는 어떠한 것도 사용 가능하다.

상기 변위측정센서(500)는 상기 시험편의 변위를 측정하는 제1변위측정센서(520)와, 상기 출력봉의 이동량 변위를 측정하는 제2변위측정센서(540)로 구성되고, 상기 발사체가 시험편에 충격력을 받게 되면 상기 출력봉에 체결된 시험편의 전단부가 변형되므로 전단변위를 측정하기 위해 출력봉 상단과 하단에 한 쌍으로 설치하는 것이 바람직하다. 이때 출력봉에 체결된 시험편 타격부 타측 끝단에는 타격부 상단에 설치된 레이저변위계의 레이저빔이 주사가 되도록 45°로 경사진 경사면이 형성되는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 에어건(100)의 발사구(120) 끝단에는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 발사체(300)가 공기압 분출로 인해 발사구(120) 끝단을 지나갈 때 발사체(300)의 속도를 측정하는 한 쌍의 속도측정센서(140,160)가 체결되는 구성이다.

즉, 발사체(300)가 발사구(120) 끝단의 속도측정 구간을 통과하게 되면 발사체(300)의 이동시간을 측정하여 속도측정기시스템의 제어부에서 속도를 계산하고, 이때 고속영상 촬영용 트리거 기능이 활성화되면서 시험편 수직 상방에 설치된 고속영상촬영기(600)가 고속 충격시 경과시간에 따른 시험편의 전단 변형과정을 순차적으로 영상 사진을 획득할 수 있게 된다. 이때 고속영상촬영을 위해 구비되는 플래시(flash)는 발광 지속시간이 길면서 발광량이 크게 되도록 촬영전용 플래시를 사용하는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속판재의 충격 전단시험 장치에 체결된 시험편과 비접촉식 고속레이저변위계의 레이저빔이 시험편에 닿는 위치를 도시한 확대도이다.

도 2를 참조하면, 상기 출력봉(200)은, 전단부가 단차진 상부수직부(212), 상기 시험편이 결합되는 수평부(214), 하부수직부(216)로 형성된다.

여기서, 상기 제1변위측정센서는 상기 시험편 상부에 일정각도 경사지게 형성되고, 상기 시험편의 후단에는 상기 제1변위측정센서와 대응되는 경사면이 형성되어 상기 시험편의 변위를 측정가능하게 하고, 상기 제2변위측정센서는 상기 출력봉 하부에 일정각도 경사지게 형성되고, 상기 출력봉의 전단 하측에는 상기 제2변위측정센서와 대응되는 경사면이 형성되어 상기 출력봉의 이동량 변위를 측정가능하게 하다.

그리고, 상기 시험편(S)은 상기 발사체에 타격이 이루어지는 타격판재(12)와, 상기 타격판재 양측에 연장되어 상기 수평부에 고정되는 고정판재(14)로 이루어져 이중 전단이 이루어진다.

또한, 상기 제1변위측정센서의 레이저빔 주사가 가능하도록 하기 위해 시험편과 맞닿는 상기 출력봉의 수평부 중앙에 레이저빔 관통로를 형성하여 시험편의 변위를 측정할 수 있고, 상기 출력봉의 하부수직부에 경사진 경사면을 형성하여 제2변위측정센서의 레이저빔이 경사진 경사면에 수직으로 주사하여 상기 출력봉의 이동량 변위를 측정할 수 있다.

즉, 발사체가 출력봉 끝단에 체결된 시험편의 전단 즉 타격판재에 충격력을 가하게 되면 동일한 시간 동안 시험편이 변형되어 움직인 거리와 출력봉의 움직이는 거리가 더해진 총 변위가 발생하므로 아래의 수학식 1에 의해 시험편에 걸리는 상대적인 변위를 구할 수 있다.

상기 상대적 변위는 수학식 1에 의해 상대적인 변위를 구할 수 있다.

(x=상대적 변위, x1=시험편 변위 x2=출력봉 이동량 변위 α: 출력봉과 시험편의 경사 측정각도)

이에 따라 도3과 같이 고속 전단변형에 의한 동적 전단하중-전단변위 선도를 제시할 수 있다.

도 3을 참조하면, y축 방향으로는 전단하중(kN)을 나타낸 것이고, x축 방향으로는 전단에 의한 시험편의 변위(mm)를 나타낸 것이며, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속판재의 충격 전단시험 장치를 이용한 재현성을 확인하기 위해 동일한 금속재료의 시험편(S)을 이용하여 2회의 충격 전단시험을 실시하여 얻은 결과 그래프이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속판재의 충격 전단시험 장치에 장착된 고속영상촬영기를 사용하여 얻은 일련의 고속 전단 변형과정을 나타낸 영상 사진이다.

도 4를 참조하면, 시험편 수직 상방에 설치된 고속영상촬영기(600)가 고속 충격시 경과시간에 따른 시험편의 전단 변형과정을 1-Ch에서 8-Ch로 순차적으로 영상 사진을 획득함으로써, 파단변형과 개시점을 알 수 있다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 1-Ch에서는 상기 발사체(300)가 시험편에 타격을 가하기 전을 나타내며, 시간경과 동안 시험편에 타격이 가해짐으로서 2-Ch부터 6-Ch까지 전단변형이 되면서 7-Ch 및 8-Ch에서 시험편이 파단되는 것을 확인할 수 있다.

본 발명에 따른 금속판재의 충격 전단시험 장치는 금속재료에 가해지는 충격력에 의해 작용하는 금속의 동적 전단 변형거동을 측정 및 관찰하여 평가하기 위한 것이다. 아울러 고 변형률속도 영역에서 전단변형은 단열 조건에서 국부적인 온도상승에 따른 소성연화 거동이 전단 띠 형성에 영향을 미치게 된다.

특히, 본 발명에 따른 금속판재의 충격 전단시험 장치는 금속재료로부터 동적 하중신호를 검출하여 금속재료의 동적 전단 변형거동을 명확하게 측정하여 평가할 수 있도록 한 것이 특징이다.

이러한 특징은 시험편이 출력봉 끝단에 체결된 상태에서 에어건 내부에 삽입된 발사체가 순간적인 공기분출로 인하여 출력봉 끝단에 충격력을 가하여 시험편을 전단 파단시키는 과정에서 시간경과에 따른 동적 전단 하중신호를 검출하는 구조에 의해 달성될 수 있다.

또한, 출력봉 끝단에 체결된 시험편의 수직 상방에 설치된 여러 대의 고속영상촬영기를 통해 발사체가 짧은 경과 시간(elapsed time) 간격으로 발생하는 전단변형을 속도측정시스템에서 설정된 소정의 경과시간에 따라 순차적으로 촬영한 영상 사진으로부터 시험편의 파단변형 및 개시점을 관찰할 수 있게 된다.

상기 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다.

100: 에어건 200: 출력봉
220: 모멘트 트랩 240: 리니어부시
260: 스토퍼 300: 발사체
400: 하중검출센서 500: 변위측정센서
520: 제1변위측정센서 540: 제2변위측정센서
S: 시험편

Claims (11)

1. 발사구가 구비된 에어건(100);
   상기 에어건에 동일선상에서 수평으로 설치되고 시험편이 설치되는 출력봉(200);
   상기 에어건 발사구에 내삽되고 상기 에어건의 작동에 의해 상기 시험편에 충격력을 가하는 발사체(300);
   상기 출력봉에 설치되어 상기 발사체가 상기 시험편에 고속 충격력을 가할 때 상기 시험편의 전단 변형 및 파단에 따른 동적 하중신호를 검출하는 하중신호검출센서(400);
   상기 시험편 인근에 설치되어 상기 발사체의 충격시 상기 시험편의 변위와 상기 출력봉의 이동량 변위를 측정하여 상기 시험편의 하중작용 방향으로 발생하는 전단시 변위에 해당하는 상대적 변위를 측정할 수 있는 변위측정센서(500);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 금속판재의 고속 전단시험 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 시험편은,
   상기 발사체에 타격이 이루어지는 타격판재와, 상기 타격판재 양측에 연장되어 상기 출력봉의 전단에 고정되는 고정판재로 이루어져 이중 전단이 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속판재의 충격 전단시험 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 변위측정센서는,
   상기 시험편의 변위를 측정하는 제1변위측정센서와, 상기 출력봉의 이동량 변위를 측정하는 제2변위측정센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 금속판재의 충격 전단시험 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 변위측정센서는,
   비접촉식 고속레이저변위계인 것을 특징으로 하는 금속판재의 충격 전단시험 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1변위측정센서는 상기 시험편 상부에 일정각도 경사지게 형성되고, 상기 시험편의 후단에는 상기 제1변위측정센서와 대응되는 경사면이 형성되어 상기 시험편의 전단시 변위를 측정가능하게 하고,
   상기 제2변위측정센서는 상기 출력봉 하부에 일정각도 경사지게 형성되고, 상기 출력봉의 전단 하측에는 상기 제2변위측정센서와 대응되는 경사면이 형성되어 충격시 상기 출력봉의 이동량 변위를 측정가능하게 하는 것을 특징으로 하는 금속판재의 충격 전단시험 장치.
6. 제3항에 있어서,
   상기 출력봉은,
   전단부가 단차진 상부수직부, 상기 시험편이 결합되는 수평부, 하부수직부로 형성되는 것을 특징으로 하는 금속판재의 충격 전단시험 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 시험편의 상부에는
   상기 시험편의 전단 변형과정을 촬영하는 고속영상촬영기가 설치되는 것을 특징으로 하는 금속판재의 충격 전단시험 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 출력봉에는,
   후단부에 동적 하중검출시 응력파 전파에 따른 대한 반사파의 입사 간섭을 최소화시키기 위해 수평 상태로 정렬한 모멘트 트랩이 설치되는 것을 특징으로 하는 금속판재의 충격 전단시험 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 출력봉에는,
   외주면에 설치되어 상기 출력봉을 수평 유지 및 동일축으로 정렬시키고 상기 출력봉이 상기 발사체의 타격에 의한 고속 이동시 마찰을 줄이고 지지할 수 있는 리니어부시가 구비되는 것을 특징으로 하는 금속판재의 고속 전단시험 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 모멘트 트랩 후측에는,
    후측에 상기 출력봉과 탄성 충돌되게 하는 탄성재질의 홀더가 구비된 스토퍼가 설치되는 것을 특징으로 하는 금속판재의 고속 전단시험 장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 시험편의 상대적 전단 변위는 수학식 x(t)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속판재의 고속 전단시험 장치.
    

    

    
    (x=상대적 변위, x1=시험편 변위 x2=출력봉의 이동량 변위 α: 출력봉과 시험편의 경사 측정각도)

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