KR890005504Y1 - 피로균열 시험장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

피로균열 시험장치

제1도는 본 고안의 계통도.

제2(a)도, 제2(b)도는 본 고안의 일실시예의 평면 및 측면구조도.

제3도는 본 고안의 편심원판의 일실시예 참고사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 하중원판 2 : 편심원판

3 : 고속베어링 4 : 하중전달용막대

5 : 피로균열시험편 6 : 로드셀

7 : 손잡이 1b : 편심축

8 : 회전축 2a : 하중부과면

본 고안은 계장화 충격시험편을 사용하여, 파괴인성을 측정하기 위한 피로균열을 시험편에 발생시키는 피로균열 시험장치에 관한 것이다.

철강구조의 안정성과 신뢰성확보를 위해서는 사용재료의 파괴 역학적 성능의 측정과 함께 피로균열 전파에 대한 저항력에 관한 고려가 매우 중요한 요소이다.

파괴인성의 평가는 통상 COD, K_1C, J_1C등의 측정기법을 이용하여 판단하게 되는데 일반적으로 시험편이 크고, 무거워 다루기 힘들뿐만 아니라(두께 60㎜일때 폭 120㎜, 길이 552㎜, 무게31㎏) 시험절차가 매우 복잡하여 제품의 품질관리용으로는 적당하기 않기 때문에 감시 시험용으로도 활용이 불가능하다. (시험소요시간 약 90분/1개)

따라서, 최근에는 계장화 충격시험법을 이용한 파괴인성값의 평가법이 매우 활발하게 발전되고 있다. 이 시험법은 소형시험편을 사용하고 시험속도가 빠르기 때문에 시험효율이 대단히 높은 시험기술이다. 모든 파괴인성 시험법이 그렇듯이 계장화 충격 시험편에도 소정의 피로균열을 가공하여야 하는데 종래 기술에 의한 계장화 충격 시험편의 피로균열 시험법은 회전원반에 의한 응력부과법, 편심암(arm)법등이 있으나, 이들은 시험편에 충격력을 주어 브린빌변형을 일으키거나 소량의 회전력이 발생하여 시험편에 비틀림 변형을 주기 때문에 시험정밀도를 크게 해쳤었다. 뿐만 아니라, 시험편에 주어지는 최고하중 및 최저하중을 임으로 조절할 수가 없어서 정확한 인성값의 측정이 곤란하였다.

본 고안은 이러한 종래의 문제점을 개선하고자 한 것으로서, 이는 시험물의 노치중앙에 충격적이 아닌 균일한 순수 압축반복 하중을 가하므로서 고른 응력장을 형성시키고 최저 및 최고하중을 정확히 조절하도록 한 기술적수단에 의해 시험의 정밀도향상과 경제성을 양호히 만족시키는 피로균열 시험장치를 제공할 목적에 있다.

이하에서 이를 상세히 설명하면 다음과 같다. 즉, 제1도는 본 고안의 계통적 구성을 예시하고 있다. 이는 모터에 의하여 구동되는 하중 및 편심원판(1, 2)은 단위시간당 부하회수를 결정하도록 배치하였고, 이 편심원판(2)은 하중원판(1)과 조합되어 필요한 임의의 변위량을 자유로 바꿀 수 있도록 제3도와 같이 되어 있다. 여기서, 일반적으로 사용되는 시험편 위치에서 변의량 0-0.5㎜ 범위이므로 이들 원판(1) 및 (2)의 조합범위도 그 값으로 정하여 고정시키는 것이 좋다. 또 편심원판(2)에서 얻어진 변위량은 고속베어링(3)과 하중전달용 막대(4) 및 그 선단부에 장착되어 있는 압출로울(4a)을 거쳐 시험편(5)으로 전달되도록 구성되고, 시험편(5)에 부과된 압축력은 시험편 지지대(17)에 연결된 하중계측기(16)에 의하여 전기적 신호로 변환되어 시험조건을 관찰하도록 구성한다.

이러한 계통의 본 고안은 제2도와 같은 일실시예로 구성되어질 수 있다.

즉, 노치(v)가 있는 시험편(5)을 양쪽으로 지지하는 시험편 지지대(17)가 하중지지대(18)에 설치되고, 이 지지대(17)는 본 장치의 중앙에 배치되어 있으며, 일방에는 고정핀(25)을 가진 손잡이(7)의 회전으로 하중지지대(18)에 설치된 로드셀(6)이 좌 및 우로 이동되도록 구성한다.

상기 시험편(5)이 위치 고정되었을시에는 그 이면중앙에 지지점을 가진 하중전달용 막대(4)가 일점을 지지하고 있으며, 이 하중전달용 막대(4)의 타단은 우측으로 이어져 서핀(20) 끼워맞춤된 고속베어링(3)에 연결되어 있다.

또, 제1(b)도와 같이 측방에 설치된 모터(21)로부터 제1, 2폴리(22, 26) 및 벨트(23)로 이어지고, 상기 제2폴리(26)에 연결된 회전축(8)에 편심원판(2)이 결합된다.

상기 편심원판(2)은 제3도와 같이 상기 회전축(8) 상에 일체로 형성한 하중원판(1)이 있고, 이의 원판평면에 복수의 제1관통공(1c)과 편심축(1b)이 형성되어 있다.

상기 편심축(1b) 및 제1관통공(1c)에 대해서는 제2관통공(2c)을 가진 편심원판(2)이 결합된다.

또 상기 하중전달용 막대(4)가 마모가 심화될 경우는 이를 교체할 수 있는 부시(13)를 끼워맞춤한 막대지지대(12)를 설치하여 변위를 정확히 전달할 수 있도록 구성된다.

또, 상기 시험편(5)의 새로면측방에 각지 시험편 고정볼트(15)가 장치되어 있다.

이러한 본 고안은 그 작용 및 효과가 다음과 같다.

즉, 본 고안에선 우선 중앙에 위치 시키려는 시험편(5)을 그의 노치(v)를 중심으로 시험편 지지대(17)가 양쪽으로 균등하게 놓여지도록 위치시킨다.

이때는 역시 손잡이(7)를 회전하면 로드셀(6)이 우측으로 밀려나고 상기 시험편 지지대(17)가 시험편(5)을 지지함과 동시에 이 시험편(5) 이면에 중앙점을 지지하는 하중전달용 막대(4)의 일측 선단부가 접촉된다.

또, 시험편(5)을 시험편(15)에 의해 그 측방을 조여서 고정하고, 손잡이(7)도 고정핀(25)을 이용하여 고정한다.

이후, 모터(21)를 회전시키면 제1, 2폴리(22, 26) 및 벨트(23)로서 회전축(8)이 회전하고, 이에 따라 편심원판(2)은 그 설정된 편심량에 따라 변위가 발생한다.

이러한 변위는 하중전달용 막대(4)의 오른쪽에 연결된 고속베어링(3)으로 전달되고, 이에 의해 하중전달용 막대(4)의 왼쪽 끝의 단부에 접촉된 시험편(5)으로 전달된다.

상기 편심에 의한 변위는 1회전을 주기로 연속적으로 균일하게 발생되므로 이 변위는 하중전달용 막대(4)로 직접 전달되어 시험편(5)의 이면중심은 연속적이고 반복되는 변위를 받게 되는 것이다.

또, 막대 지지대(12)에 끼워맞춤한 부시(13)는 상기 하중전달용 막대(4)의 변위를 정확히 전달하게 된다.

그러므로 편심원판(2)으로 발생된 변위가 시험편(5) 중앙으로 반복적이게 가해지도록 되어, 시험편(5)에는 균일한 응력장이 노치끝에 형성된다.

균일한 응력장이 노치끝에 형성되므로 계장화 충격시험편에 요구되는 노치끝의 정확한 피로균열이 발생하게 된다.

또, 로드셀(6)은 손잡이(7)를 고정시킬때의 시험편 지지대(17)에 작용하는 변위를 측정하여 시험편(5)의 재료에 따른 적절한 변위를 설정할 수 있다.

본 고안에서의 기본적인 시험조건은 최고하중(Pmax)와 최저하중(Pmin)을 결정되어야 하므로 본 고안에서는 하중원판(1)및 편심원판(2)에 의하여 최고하중(Pmax)을 결정하고, 초기 하중설정용 손잡이(7)에 의하여 최저하중(Pmin)을 유지시키는 방법을 이용한다. 이렇게 하므로서 시험편에는 이론적 요구조건인 순수한 인장, 압축력만이 주어지기 때문에 정밀도와 재현성이 매우 우수한 시험이 가능하다.

이때는, 제3도와 같이 편심조정용 핀(28)과 하중원판(1)의 제1관통공(1c) 및 편심원판(2)의 제2관통공(2b)을 이용하게 된다.

이러한 본 고안은 본 장치에 의해 시험물의 노치중앙에 충격적이 아닌 균일한 순수 압축반복하중을 가하므로서 고른 응력장이 형성되고, 최저 및 최고하중을 정확히 조절할 수 있도록 함에 의해 이러한 시험물의 시험의 정밀도 향상과 경제성을 양호히 만족시키게 되는 유익한 특징이 있다.

Claims (1)

1. 모터로부터 회전력을 얻는 2개의 회전원판으로 편심을 가변토록 한 하중 및 편심원판(1, 2)의 구성과, 이로부터 고속베어링(3)으로 일단이 연결된 하중전달용 막대(4) 및 이 하중전달용 막대(4)의 타단은 임의점에 지지고정된 시험편(5)의 이면 중앙으로 연결 접촉되어 변이량을 전달하는 구성에 의해 균일한 순수 압축반복하중에의한 시험정밀도 향상을 높이는 것을 특징으로 하는 피로균열 시험장치.