KR20180071035A - 연신율 측정장치 - Google Patents

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석창성
윤정한
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Abstract

본 발명은 연신율 측정장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 연신율 측정장치는, 인장시험용 환봉 인장 시편의 축방향 이동을 안내하면서 환봉 인장 시편의 하부를 지지하는 안내홈이 상측면에 형성되는 시편 지지대;와, 상기 시편 지지대의 양단에 연결되어 환봉 인장 시편의 양단부를 고정하는 한 쌍의 시편고정부;와, 상기 시편 지지대에 환봉 인장 시편과 나란한 방향으로 이동 가능하게 배치되는 이송 안내부; 및 상기 이송 안내부에 설치되어 환봉 인장 시편에 표시된 한 쌍의 표점 사이 거리를 측정하는 버니어 캘리퍼스;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 인장시험 후 파단된 환봉 인장 시편의 연신율을 측정하는 과정에서 환봉 인장 시편의 직경이나 파단부의 위치에 상관없이 연신율을 정확하게 측정할 수 있는 연신율 측정장치가 제공된다.

Description

연신율 측정장치{Elongation measuring device}
본 발명은 연신율 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인장시험 후 파단된 환봉 인장 시편의 연신율을 측정하는 과정에서 환봉 인장 시편의 직경이나 파단부의 위치에 상관없이 연신율을 정확하게 측정할 수 있는 연신율 측정장치에 관한 것이다.
인장시험은 공업용 재료의 기계적 성질을 알기 위한 기본적인 시험으로서, 일정한 속도로 반대방향으로 잡아당기는 힘에 대한 물질의 저항성을 측정하는 실험이다. 재료강도에 관한 기본적인 설계정보를 얻기 위해 가장 널리 사용된다. 이를 통해 공업용 재료의 변형과정과 응력의 변화를 조사하며 재료의 항복 강도, 인장 강도, 연신율, 단면 수축률 등의 기계적 특성과 탄성 한계, 비례 한계, 포아송 비, 탄성 계수 등의 물리적 특성을 구하는 것을 목적으로 한다.
이때, 연신율은 인장시험에 있어서 파단 후의 시편을 맞대고, 시편에 표시된 한 쌍의 표점 사이의 변형량을 구한 후, 아래의 식 1과 같이 시편의 파단후 표점거리와 시험전 표준거리(LO)와의 차를 표점거리(LO)에 대한 백분율로 나타낸다.
Figure pat00001
이와 같이 측정하는 연신율에 있어서는 시편에 표점을 표시하는 작업이나 인장시험 후 끊어진 시편을 맞대어서 늘어난 표점 거리를 측정하는 정확도에 따라 연신율 정도에 많은 영향을 준다. 또한 표점 거리를 정확하게 표시하기 위해서는 시편에 선을 긋고 버니어 캘리퍼스와 같은 범용 측정기를 사용하여 표점 거리를 측정하여 왔다.
그러나 상기와 같은 종래의 표점 거리 측정방법은 사용자가 시편을 손으로 붙잡은 상태에서, 시편의 파단면이 맞닿도록 이어붙인 후, 길이 측정기구를 이용해 표점 사이의 거리를 측정하여 연신율을 구하는 것이므로, 사용자의 숙련을 요해야 하는 문제점이 있다.
특히, 사용자마다 시편을 누르는 압력이 서로 다르고, 파단면이 정교하지 않아 시편의 파단면이 부정확하게 맞닿을 수 있다. 따라서, 연신율을 정확히 측정하기 어려워 시험 효율이 저하되는 문제가 있다.
특허문헌 1. 대한민국 등록실용신안 제20-0294144호 (2002.11.04) '시편용 고정지그'
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 인장시험 후 파단된 환봉 인장 시편의 연신율을 측정하는 과정에서 환봉 인장 시편의 직경이나 파단부의 위치에 상관없이 연신율을 정확하게 측정할 수 있는 연신율 측정장치를 제공함에 있다.
또한, 환봉 인장 시편의 양단부를 축방향으로 가압 고정하는 시편 고정부에 의해 환봉 인장 시편의 파단면이 손상되는 것을 방지할 수 있는 연신율 측정장치를 제공함에 있다.
또한, 시편 지지대에 안착 지지되는 환봉 인장 시편의 직경과 관계없이 버니어 캘리퍼스를 환봉 인장 시편에 표시된 한 쌍의 표점에 근접배치할 수 있는 연신율 측정장치를 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 인장시험용 환봉 인장 시편의 축방향 이동을 안내하면서 환봉 인장 시편의 하부를 지지하는 안내홈이 상측면에 형성되는 시편 지지대;와, 상기 시편 지지대의 양단에 연결되어 환봉 인장 시편의 양단부를 고정하는 한 쌍의 시편고정부;와, 상기 시편 지지대에 환봉 인장 시편과 나란한 방향으로 이동 가능하게 배치되는 이송 안내부; 및 상기 이송 안내부에 설치되어 환봉 인장 시편에 표시된 한 쌍의 표점 사이 거리를 측정하는 버니어 캘리퍼스;를 포함하는 연신율 측정장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 시편고정부와 환봉 인장 시편의 사이에 개재되는 탄성부재;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 안내홈은 'V'자형 단면으로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 인장시험 후 파단된 환봉 인장 시편의 연신율을 측정하는 과정에서 환봉 인장 시편의 직경이나 파단부의 위치에 상관없이 연신율을 정확하게 측정할 수 있는 연신율 측정장치가 제공된다.
또한, 환봉 인장 시편의 양단부를 축방향으로 가압 고정하는 시편 고정부에 의해 환봉 인장 시편의 파단면이 손상되는 것을 방지할 수 있는 연신율 측정장치가 제공된다.
또한, 시편 지지대에 안착 지지되는 환봉 인장 시편의 직경과 관계없이 버니어 캘리퍼스를 환봉 인장 시편에 표시된 한 쌍의 표점에 근접배치할 수 있는 연신율 측정장치가 제공된다.
도 1은 본 발명 연신율 측정장치의 사시도,
도 2는 본 발명 연신율 측정장치의 평단면도이고,
도 3은 본 발명 연신율 측정장치의 측단면도이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 연신율 측정장치에 대하여 상세하게 설명한다.
첨부도면 중, 도 1은 본 발명 연신율 측정장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명 연신율 측정장치의 평단면도이고, 도 3은 본 발명 연신율 측정장치의 측단면도이다.
상기 도면에서 도시하는 바와 같은 본 발명 연신율 측정장치는 인장시험 후 파단된 환봉 인장 시편(T)의 연신율을 측정하기 위한 것으로서, 시편 지지대(110), 시편고정부(120), 이송 안내부(130), 탄성부재(140) 및 버니어 캘리퍼스(150)를 포함하여 구성된다.
상기 시편 지지대(110)는 상측면에 일방향으로 연장 형성되어 환봉 인장 시편(T)의 하부를 지지하는 'V'자형 단면의 안내홈(111)과, 상측면 양단부에 돌출 형성되어 상기 시편고정부(120)를 지지하기 위한 고정블록(112)과, 전면부에 일방향으로 연장 형성되어 상기 이송 안내부(130)의 일방향 이동을 안내하는 가이드레일(113)이 형성된다.
상기 시편고정부(120)는 상기 고정블록(112)에 관통설치되며, 상기 고정블록(112)과 나사결합되어 회전방향에 따라 축방향 위치가 조절되면서, 상기 환봉 인장 시편(T)의 양단부를 선택적으로 고정하도록 구성된다. 한편, 상기 시편고정부(120)의 후단에는 시편고정부(120)를 용이하게 회전시킬 수 있도록 회전형 노브(knob), 다각형 헤드 등이 형성될 수 있다.
상기 이송 안내부(130)는 일단이 상기 시편 지지대(110)의 가이드레일(113)에 삽입되어 시편 지지대(110)의 가이드레일(113)을 따라 좌우 방향으로 이동할 수 있으며, 타단에는 상기 버니어 캘리퍼스(150)가 고정된다. 한편, 상기 이송 안내부(130)에는 버니어 캘리퍼스(150)의 상하 위치를 용이하게 조절할 수 있도록 상하로 회동 또는 이동할 수 있는 관절부가 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 관절부는 힌지축에 의해 상하 방향으로 회동가능하게 연결되는 구조로 이루어질 수 있으며, 복수의 관절부가 마련되어 버니어 캘리퍼스(150)의 상하 이동이 자유롭게 이루어지도록 구성하는 것도 가능할 것이다.
상기 탄성부재(140)는 상기 한 쌍의 시편고정부(120) 중 적어도 어느 하나에 마련되어 환봉 인장 시편(T)의 단부에 축방향으로 탄성 가압력을 제공하는 것으로서, 압축 코일 스프링 형태로 이루어질 수 있으며, 본 실시예에서는 일측의 시편고정부(120)에 배치되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 양측 시편고정부(120)에 각각 배치되어 환봉 인장 시편(T)의 단부를 탄력적으로 가압하도록 구성하는 것도 가능할 것이다.
상기 버니어 캘리퍼스(150)는 환봉 인장 시편(T)에 표시되어있는 한 쌍의 표점 사이 거리를 측정하기 위해 상기 이송 안내부(130)에 설치되는 것으로서, 이송 안내부(130)에 고정되어 인장시험에 의해 파단되어 분리된 일측 환봉 인장 시편(T)의 표점을 지시하는 어미 자와, 상기 어미 자에 슬라이딩 가능하게 결합하여 어미 자와 상대이동하면서 타측 환봉 인장 시편(T)의 표점을 지시하는 아들 자를 포함한다. 상기 버니어 캘리퍼스(150)는 길이를 측정하기 위한 구성으로, 어미 자와 아들 자에 표시된 눈금으로 거리를 측정하는 수동식 또는 별도로 마련되는 디스플레이부에 측정된 거리 값이 표시되는 전자식이 적용될 수 있으며, 이러한 버니어 캘리퍼스(150)를 이용한 거리 측정구조는 공지의 구성이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
지금부터는 상술한 연신율 측정장치의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 시편 지지대(110)의 양단에 마련된 고정블록(112)에는 시편고정부(120)가 각각 배치되고, 시편 지지대(110)의 정면에 형성된 가이드레일(113)에는 이송 안내부(130)가 좌우로 이동가능하게 결합된다.
상기 시편고정부(120)는 고정블록(112)에 나사결합되어 회전방향에 따라 축방향 위치 이동이 가능하므로, 시편 지지대(110)의 양측에 각각 배치된 한 쌍의 시편고정부(120)를 서로 반대 방향으로 회전시켜, 한 쌍의 시편 지지대(110) 사이에 배치되는 환봉 인장 시편(T)을 고정 또는 고정해제할 수 있다.
여기서, 상기 환봉 인장 시편(T)은 인장시험 후 파단되어 두조각으로 나뉘어진 상태이며, 시편 지지대(110)의 상측면에 형성된 안내홈(111)에 안착된다. 이때, 상기 안내홈(111)은 'V'자형 단면으로 이루어지므로, 다양한 직경의 환봉 인장 시편(T)의 축방향 이동을 안내하면서도 안정적으로 지지할 수 있다.
특히, 상기 시편 지지대(110)에는 환봉 인장 시편(T)의 단부에 축방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부재(140)가 마련되므로, 환봉 인장 시편(T)을 고정하기 위해 인가되는 한 쌍의 시편고정부(120)의 축방향 가압력에 의해 환봉 인장 시편(T)의 파단면이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 환봉 인장 시편(T)의 파단면의 손상을 방지하면서, 두조각으로 분리된 양측 환봉 인장 시편(T)의 파단면을 밀착시킬 수 있으므로, 축방향 가압력에 의해 한 쌍의 표점의 사이간격이 변경되는 것을 방지할 수 있다.
상기 이송 안내부(130)는 가이드레일(113)을 따라 이동하면서 이송 안내부(130)에 고정되는 버니어 캘리퍼스(150)의 좌우방향 위치를 조절할 수 있으므로, 환봉 인장 시편(T)의 파단 위치와 관계없이 한 쌍의 표점 사이 간격을 정밀하게 측정할 수 있다. 또한, 상기 이송 안내부(130)의 양단부 사이에 마련되는 관절부에 의해 버니어 캘리퍼스(150)의 상하 방향 위치를 조절할 수 있으므로, 환봉 인장 시편(T)의 직경과 관계없이 이송 안내부(130)에 고정된 버니어 캘리퍼스(150)를 환봉 인장 시편(T)에 표시된 한 쌍의 표점에 근접배치할 수 있으므로, 인장율의 정확한 측정이 가능하다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
110:시편 지지대, 111:안내홈,
112:고정블록, 113:가이드레일,
120:시편고정부, 130:이송 안내부,
140:탄성부재, 150:버니어 캘리퍼스,
T:환봉 인장 시편

Claims (3)

  1. 인장시험용 환봉 인장 시편의 축방향 이동을 안내하면서 환봉 인장 시편의 하부를 지지하는 안내홈이 상측면에 형성되는 시편 지지대;
    상기 시편 지지대의 양단에 연결되어 환봉 인장 시편의 양단부를 고정하는 한 쌍의 시편고정부;
    상기 시편 지지대에 환봉 인장 시편과 나란한 방향으로 이동 가능하게 배치되는 이송 안내부; 및
    상기 이송 안내부에 설치되어 환봉 인장 시편에 표시된 한 쌍의 표점 사이 거리를 측정하는 버니어 캘리퍼스;를 포함하는 연신율 측정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 시편고정부와 환봉 인장 시편의 사이에 개재되는 탄성부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연신율 측정장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 안내홈은 'V'자형 단면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연신율 측정장치.
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