WO2011062406A2 - 독립구동형 압입시험 장치 - Google Patents

독립구동형 압입시험 장치 Download PDF

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WO2011062406A2
WO2011062406A2 PCT/KR2010/008093 KR2010008093W WO2011062406A2 WO 2011062406 A2 WO2011062406 A2 WO 2011062406A2 KR 2010008093 W KR2010008093 W KR 2010008093W WO 2011062406 A2 WO2011062406 A2 WO 2011062406A2
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rotating shaft
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rotating
indentation
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이윤희
박종서
남승훈
이해무
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한국표준과학연구원
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    • G01M7/08—Shock-testing
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    • G01N3/48—Investigating hardness or rebound hardness by performing impressions under impulsive load by indentors, e.g. falling ball
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    • G01N2203/023—Pressure
    • G01N2203/0232—High pressure

Definitions

  • the present invention relates to an indentation test apparatus, and more particularly, a stand-alone type that can cause local indentation by using the restoring force of a material subjected to drop load or elastic deformation in extreme environments such as high temperature, cryogenic and explosive energy fluids. It relates to an indentation test apparatus.
  • Test techniques are being developed in the form of attaching a tester to a facility without collecting small-scale specimens or specimens from conventional mechanical test techniques requiring collection of standard tensile test specimens or fracture mechanics test specimens from equipment members.
  • the instrumentation indentation test technology enables the measurement of tensile flow characteristics, residual stresses, and fracture toughness by performing a contact indentation test by directly attaching a small tester to an installation through a jig of an optimal shape.
  • a technique was developed to evaluate the indentation hardness and yield strength by measuring only the three-dimensional shape of the indentation when local indentation deformation occurred.
  • This problem can be solved by introducing a small indentation system as a whole in an environment where high temperature equipment is operated without specimen collection, and the problem of external power supply or high temperature operation can be solved by developing a stand-alone load device made of heat resistant components.
  • the present invention is to provide a stand-alone indentation test apparatus that can cause local indentation deformation by using the restoring force of the material subjected to the drop load or elastic deformation in extreme environments such as high temperature, cryogenic and explosive energy fluid.
  • the elastic modulus of the material may be lowered compared to room temperature, and the reproducibility of the indentation deformation may be deteriorated due to the difference in the restoring force.
  • the present invention provides an independent driving type indentation test apparatus by dropping the weight. do.
  • the present invention includes a main body having a top plate 110 through which the through hole 112 penetrates up and down and a support base 120 supporting the top plate 110; Hanging plate 210 formed to pass through the through-hole 112 of the upper plate 110, the pressing plate 220 extending to the lower portion of the locking plate 210, the weight 230 is mountable, the pressing shaft Indentation provided with a support protrusion 240 formed at the bottom of the indentation shaft 220 and the indenter 250 protruding from the bottom of the support protrusion 240 to support the weight 230 mounted on the 220.
  • Means 200 It is installed to be rotatable in the upper portion of the top plate 110, the engaging groove 311 and the engaging groove 311 is caught in communication with the engaging groove 311, the falling groove 312 through which the engaging plate 210 can pass.
  • Rotation plate 300 is formed, the driving projection 320 protrudes on the upper surface;
  • the rotating shaft 410 installed on the upper portion of the upper plate 110 so as to be rotatable, and the locking plate 210 that is caught by the locking groove 311 may be a through hole of the drop groove 312 and the main body 100.
  • Means 400 It relates to an indentation test apparatus comprising a.
  • the stopper 114 is protruded from the upper surface of the upper plate 110, the rotating plate 300 is extrapolated to the stopper 114 to the rotation angle of the rotary plate 300 is limited by sliding
  • An arc-shaped guide groove 330 may be formed, and the main body 100 may be disposed through the through hole 112 of the drop plate 312 and the upper plate 110.
  • the main body 100 may include a guide plate 130 formed with a guide hole 132 penetrating up and down to guide the lower movement of the support protrusion 240, the main body 100 is connected to the lower end of the support 120 When the locking plate 210 falls through the drop groove 312 and the through hole 112 of the upper plate 110, the plate-shaped test piece 150 press-fitted by the indenter 250 is seated. It may include a lower plate 140.
  • the present invention is a mainspring is provided with a mainspring device 500 connected to the rotating shaft 410 to rotate the rotating shaft 410 by the restoring force of the mainspring;
  • the fixing frame 420 may include a fastening bolt 450 inserted from an outer surface of the fixing frame 420 to press the rotating shaft 410 to rotate integrally with the rotating shaft 410.
  • the mainspring device 500 includes a plurality of cog wheels disposed between the mainspring and the rotational shaft 410 so that the rotational speed of the rotational shaft 410 is slowed down when the rotational shaft 410 is rotated by the restoring force of the mainspring. It may include.
  • the present invention has the advantage that the small-scale indentation test apparatus can be introduced into the environmental atmosphere without disturbing the high temperature, cryogenic or explosive energy fluid environment to perform the independent driving indentation test by the fall load. That is, the present invention has no conventional sampling and the like, and has an advantage of providing a dynamic test close to the field situation.
  • the present invention excludes electric and hydraulic actuators, and by using the weight of the weight generated by mechanical restoration or free fall of the elastically deformed material as a force for applying driving and deformation, the power line and the signal extraction line are There is no problem such as insulation, sealing, etc., and when used in explosive energy fluids such as hydrogen, there is an advantage that the risk factors such as electric spark is completely excluded.
  • FIG. 1 is a perspective view of one embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a side view of one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of the main body of FIG.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view and a combined perspective view of the indentation means of FIG.
  • FIG. 5 is a plan view of the rotating plate of FIG.
  • winding device 510 winding housing
  • Figure 1 is a perspective view of one embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a side view of an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a perspective view of the main body of Figure 1
  • FIG. 6 is a rear view of the lower plate of FIG.
  • an embodiment of the present invention includes a main body 100, a press-fit means 200, a rotating plate 300, a rotating means 400, and a spring device 500.
  • the main body 100 includes an upper plate 110, a support 120, a guide plate 130, and a lower plate 140.
  • the support 120 has a lower end fixed to the lower plate 140 and an upper end fixed to the upper plate 110.
  • the upper plate 110 is spaced apart from the upper plate 140 by the support 120 and is supported.
  • the upper plate 110 is formed with a through hole 112 penetrating up and down. A plurality of through holes 112 are formed.
  • the press-fit means 200 includes a locking plate 210, a press-fit shaft 220, a weight 230, a support protrusion 240, and a press-fit particle 250.
  • the press-fit means 200 is provided with a number corresponding to the number of through holes 112.
  • the locking plate 210 is formed to pass through the through hole 112 of the upper plate 110.
  • the press-fit shaft 220 extends to the lower portion of the locking plate 210.
  • the weight 230 has a fitting hole is formed in the center portion to be mounted on the press-fit shaft (220).
  • the support protrusion 240 is fastened to the lower end of the press fitting shaft 220 to support the weight 230 mounted on the press fitting shaft 220.
  • the indenter 250 is connected to the lower surface of the support protrusion 240 and protrudes below the support protrusion 240.
  • the rotating plate 300 is installed to be rotatable on the upper plate 110, and may be mounted on the upper surface of the upper plate 110.
  • the rotating plate 300 is formed with a locking groove 311 is caught so that the locking plate 210 does not pass up and down.
  • the rotating plate 300 is formed with a falling groove 312 is in communication with the locking groove 311 and the locking plate 210 can pass up and down.
  • the driving protrusion 320 protrudes from the upper surface of the rotating plate 300.
  • the catching grooves 311 and the dropping grooves 312 are formed by the number corresponding to the number of the through holes 112.
  • the rotation means 400 includes a rotation shaft 410, a fixed frame 420, a trigger 430, a gripping protrusion 440, and a fastening bolt 450.
  • the rotating shaft 410 is installed to be rotatable on the upper plate 110, and is installed to penetrate the upper and lower surfaces of the upper plate 110.
  • Fixing frame 420 is extrapolated to the rotating shaft 410 through the fitting hole formed in the center.
  • the fitting hole of the fixed frame 420 is formed larger than the cross section of the rotary shaft 410 to form a clearance gap with the outer surface of the rotary shaft 410 when the rotary shaft 410 is interpolated.
  • the fastening bolt 450 is fitted from the outer surface of the fixing frame 420 to press the rotating shaft 410. As the fastening bolt 450 presses the rotating shaft 410 and is fastened, the fixing frame 420 may be integrally rotated with the rotating shaft 410.
  • a trigger 430 is mounted on the outer surface of the fixed frame 420 to protrude. Referring to FIG. 1, when the rotating shaft 410 is rotated while the locking plate 210 is caught in the locking groove 311, the trigger 430 contacts the driving protrusion 320 and the rotating plate 300. The rotating plate 210 is dropped through the through hole 112 of the drop groove 312 and the main body 100 by rotating.
  • a stop protrusion 114 protrudes from an upper surface of the upper plate 110, and referring to FIG. 5, an arc-shaped guide groove 330 is extrapolated to the stop protrusion 114 and slid. Is formed.
  • the guide groove 300 is guided along the stopper 114 to limit the rotation angle of the rotating plate 300. That is, the rotation angle of the rotating plate 300 is limited as the side end of the guide groove 300 is caught by the stopper 114.
  • the guide plate 130 may be fixedly installed on an upper surface of the lower plate 140.
  • the guide plate 130 is formed with a guide hole 132 penetrating up and down.
  • the guide hole 130 is for guiding the lower movement of the support protrusion 240 when the locking plate 210 falls through the through hole 112 of the drop groove 312 and the upper plate 110.
  • the guide holes 130 are formed by the number corresponding to the number of the through holes 112.
  • the lower plate 140 is connected to the lower end of the support 120, a plate-shaped test piece 150 is mounted on the upper surface of the lower plate 130.
  • the plate-shaped test piece 150 is positioned below the guide plate 130 by being seated on the upper surface of the lower plate 130.
  • one embodiment according to the present invention may be provided with a guide plate vertical movement means (not shown) that can move the guide plate 130 up and down. Therefore, when the locking plate 210 falls through the falling groove 312 and the through hole 112 of the upper plate 110, the indenter 250 passes through the guide hole 132 of the guide plate 130 to form a plate.
  • the test piece 150 is press-fitted.
  • the spring device 500 may be connected to the lower surface of the upper plate 110.
  • the mainspring 500 is connected to the rotation shaft 410, and includes a mainspring housing 510 and an operation delay unit 520 on which the mainspring is mounted.
  • the spring device 500 is for mechanically rotating the rotating shaft 410 by the restoring force of the spring.
  • the rotating shaft 410 should be rotated to wind the mainspring.
  • the holding projection 440 is formed on the rotating shaft 410.
  • the operation delay unit 520 is disposed between the mainspring and the rotation shaft 410, and includes a plurality of cog wheels.
  • the operation delay unit is for slowing the rotation speed of the rotation shaft 410 when the rotation shaft 410 is rotated by the restoring force of the mainspring.
  • the fastening bolt 450 rotates the rotating shaft 410 in a state in which the fastening bolt 450 does not press the rotating shaft 410 to wind the spring and stores elastic energy in the spring.
  • the fastening bolt 450 does not press the rotating shaft 410
  • the fixed frame 420 does not rotate even when the rotating shaft 410 rotates, and thus, the trigger 430 presses the driving protrusion 320. It will not be so that the rotating plate 300 does not rotate.
  • the fastening bolt 450 may be fastened to allow the fixed frame 420 to rotate integrally with the rotation shaft 410.
  • the installation process of the press-fit means 200 will be described with reference to FIGS. 1, 3 and 5.
  • the rotating plate 300 is installed on the upper surface of the upper plate 110.
  • the drop groove 312 is positioned above the through hole 112.
  • the indentation means 200 is lowered via the drop groove 312 and the through hole 112 so that the indenter 250 is positioned inside the protruding hole 142 of the lower plate 140.
  • the locking plate 311 is rotated so that the locking groove 311 is positioned below the locking plate 210.
  • the catching groove 311 is positioned below the catching plate 210, the catching plate 210 is caught by the catching groove 311 to maintain a stopped state.
  • the entire indentation test apparatus requires a stabilization time to reach the test environment, the operation of the trigger (trirrer) 430 needs to be delayed during this stabilization time.
  • the stabilization time may be secured by delaying the operation of the trigger 430 using the operation delay unit 520 provided with the cog wheels. That is, the operation delay time of the trigger 430 may be increased or decreased by the winding degree of the tape or the combination of the cog wheels.
  • the above embodiment has the advantage that the small-scale indentation test apparatus can be introduced into the environmental atmosphere without disturbing the high temperature, cryogenic or explosive energy fluid environment to perform the independent driving indentation test with the fall load. That is, the above-described embodiment has no conventional sampling and the like, and has an advantage of providing a dynamic test close to the field situation.
  • the above embodiment removes the electric and hydraulic actuators, and uses the load of the weight 230 generated by mechanical restoration or free fall of the elastically deformed material as a driving and deformation force. Accordingly, there is no power line and no signal extraction line at high temperature, there is no problem of insulation, sealing, etc., and when used in an explosive energy fluid such as hydrogen, there is an advantage that the risk factors such as electric spark is completely eliminated.

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Abstract

본 발명은 압입시험 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온, 극저온 및 폭발성 에너지 유체와 같은 극한 환경 내에서 낙하 하중이나 탄성변형을 받은 소재의 복원력을 이용하여 국소 압입변형을 유발할 수 있는 독립구동형 압입시험 장치에 관한 것이다.

Description

독립구동형 압입시험 장치
본 발명은 압입시험 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온, 극저온 및 폭발성 에너지 유체와 같은 극한 환경 내에서 낙하 하중이나 탄성변형을 받은 소재의 복원력을 이용하여 국소 압입변형을 유발할 수 있는 독립구동형 압입시험 장치에 관한 것이다.
설비 부재로부터 표준 인장 시험편이나 파괴 역학 시험편의 채취를 요구하는 종래 역학 시험 기술로부터 점차 소규모 시험편 채취나 시험편의 채취없이 시험기를 설비에 부착하는 형태로 시험기술이 발달하고 있다. 계장화 압입시험 기술은 설비에 소형 시험기를 최적 형상의 지그를 통해 직접 부착하여 접촉식 압입시험을 수행함으로써 인장 유동특성, 잔류응력, 파괴인성 등의 측정을 가능케 하였다. 뿐만 아니라 국소 압입변형이 발생할 경우 압흔의 3차원 형상만을 측정하여 압입경도나 항복강도를 평가하는 기술도 개발되었다.
그러나 수백 ℃ 이상의 고온 환경이나 미미한 전기스파크 등으로 인해 폭발사고를 유발할 수 있는 수소나 압축 천연가스와 같은 에너지 환경에 놓인 설비부재의 물성 측정을 위해서는 부득이하게 압입용 시험편을 채취하여 별도로 제작된 챔버 내에 고정한 이후 압입시험을 진행할 수밖에 없다. 특히 시험편을 장착한 챔버 내의 고온 환경을 유지하면서 계장화 압입시험기 내부의 엑츄에이터나 센서를 상온에서 원활하게 동작시키기 위해서는 압입축의 완벽한 단열이 필요하다.
그러나 단열을 위한 압입축 주변의 씰링(sealing)은 압입축과 챔버벽 간의 마찰을 일으켜 압입하중 측정을 곤란하게 하는 문제점이 있다. 또한 고압의 에너지 유체 환경이나 진공상태의 챔버에 결속된 압입축은 계장화 압입시험기에서 인가된 부하와 함께 챔버 내의 압력을 동시에 겪기 때문에 이에 대한 보상이 필요하다.
이러한 문제점은 시편 채취없이 고온의 설비가 운용되는 환경 내에 소규모의 압입시스템 전체를 도입함으로써 해결할 수 있고, 외부 전원이나 고온작동의 문제점은 내열성 부품으로 만들어진 독립구동형 부하장치를 개발함으로써 해결할 수 있다.
본 발명은 고온, 극저온 및 폭발성 에너지 유체와 같은 극한 환경 내에서 낙하 하중이나 탄성변형을 받은 소재의 복원력을 이용하여 국소 압입변형을 유발할 수 있는 독립구동형 압입시험 장치를 제공하고자 한다.
초고온 환경에서는 소재의 탄성계수 등이 상온에 비해 저하될 수 있고, 이로 인한 복원력의 차이로 압입변형의 재현성이 저하될 수 있으므로, 본 발명은 무게추의 낙하를 통한 독립구동형 압입시험 장치를 제공한다.
본 발명은 상하를 관통하는 관통공(112)이 형성되는 상판(110) 및 상기 상판(110)을 지지하는 지지대(120)를 구비하는 본체(100); 상기 상판(110)의 관통공(112)을 통과하도록 형성되는 걸림판(210), 상기 걸림판(210)의 하부로 연장되며 무게추(230)가 장착 가능한 압입축(220), 상기 압입축(220)에 장착되는 상기 무게추(230)를 지지하도록 상기 압입축(220) 하단에 형성되는 지지돌기(240) 및 상기 지지돌기(240) 하면에 돌출되는 압입자(250)를 구비하는 압입수단(200); 상기 상판(110)의 상부에 회전 가능하도록 설치되되, 상기 걸림판(210)이 걸리는 걸림홈(311)과 상기 걸림홈(311)에 연통되며 상기 걸림판(210)이 통과 가능한 낙하홈(312)이 형성되고, 상면에 구동돌기(320)가 돌출 형성되는 회전판(300); 상기 상판(110)의 상부에 회전 가능하도록 설치되는 회전축(410), 상기 걸림홈(311)에 걸려 있던 상기 걸림판(210)이 상기 낙하홈(312) 및 상기 본체(100)의 관통공(112)을 통하여 낙하되도록 상기 회전축(410)에 연결되어 상기 회전축(410)의 회전시 상기 구동돌기(320)와 접촉하며 상기 회전판(300)을 회전시키는 트리거(trigger)(430)를 구비하는 회전수단(400); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 압입시험 장치에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 상판(110)의 상면에는 멈춤돌기(114)가 돌출 형성되고, 상기 회전판(300)에는 상기 회전판(300)의 회전 각도가 제한되도록 상기 멈춤돌기(114)에 외삽되어 슬라이딩되는 원호형의 안내홈(330)이 형성될 수 있고, 상기 본체(100)는 상기 걸림판(210)이 상기 낙하홈(312) 및 상기 상판(110)의 관통공(112)을 통하여 낙하하는 경우 상기 지지돌기(240)의 하부 이동을 안내하도록 상하를 관통하는 안내공(132)이 형성된 안내판(130)을 포함할 수 있고, 상기 본체(100)는 상기 지지대(120)의 하단에 연결되며, 상기 걸림판(210)이 상기 낙하홈(312) 및 상기 상판(110)의 관통공(112)을 통하여 낙하하는 경우 상기 압입자(250)에 의하여 압입되는 판상의 시험편(150)이 안착되는 하판(140)을 포함할 수 있다.
본 발명은 태엽이 구비되어 상기 태엽의 복원력에 의하여 상기 회전축(410)을 회전시키도록 상기 회전축(410)에 연결되는 태엽장치(500); 상기 회전축(410)을 회전시켜 상기 태엽을 감아 상기 태엽에 탄성 에너지가 저장되도록 상기 회전축(410)에 돌출 형성되는 파지돌기(440); 를 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 회전축(410)이 내삽되는 경우 상기 회전축(410)의 외측면과 유격 틈새가 형성되는 끼움공이 형성되며, 상기 트리거(trigger)(430)가 장착되는 고정테(420); 상기 고정테(420)가 상기 회전축(410)과 일체로 회전할 수 있도록 상기 고정테(420)의 외측면으로부터 끼워져 상기 회전축(410)을 가압하는 체결볼트(450)를 포함할 수 있고, 상기 태엽장치(500)는, 상기 태엽의 복원력에 의하여 상기 회전축(410)이 회전하는 경우 상기 회전축(410)의 회전 속도가 늦추어지도록 상기 태엽과 상기 회전축(410) 사이에 게재되는 다수개의 톱니바퀴를 포함할 수 있다.
본 발명은 고온, 극저온 혹은 폭발성 에너지 유체 환경의 교란없이 소규모의 압입시험 장치 전체를 환경분위기에 도입하여 추 낙하 하중에 의한 독립구동형 압입시험을 행할 수 있는 장점이 있다. 즉, 본 발명은 종래의 샘플채취 등이 없으며, 현장상황에 근접한 역학시험을 제공하는 장점이 있다.
본 발명은 전기 및 유압식 엑츄에이터를 배제하고, 탄성변형을 받은 소재의 기계적 복원이나 자유낙하로 발생하는 무게추의 하중을 구동 및 변형을 인가하는 힘으로 사용함으로써, 고온 등에 있어서 전력선 및 신호 추출선이 없어서 단열, 밀폐 등의 문제가 전혀 없고, 수소와 같은 폭발성 에너지 유체 내에서 활용할 경우 전기스파크 등의 위험요소가 완전히 배제되는 장점이 있다.
도1은 본 발명의 일실시예의 사시도
도2는 본 발명의 일실시예의 측면도.
도3은 도1의 본체의 사시도.
도4는 도1의 압입수단의 분해 사시도 및 결합 사시도.
도5는 도1의 회전판의 평면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100:본체 110:상판
112:관통공 114:멈춤돌기
120:지지대 130:안내판
132:안내공 140:하판
200:압입수단 210:걸림판
220:압입축 230:무게추
240:지지돌기 250:압입자
300:회전판 311:걸림홈
312:낙하홈 320:구동돌기
330:안내홈
400:회전수단 410:회전축
420:고정테 430:트리거(trigger)
440:파지돌기 450:체결볼트
500:태엽장치 510:태엽 하우징
520:작동 지연부
이하, 도면을 참조하며 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 일실시예의 사시도를, 도2는 본 발명의 일실시예의 측면도를, 도3은 도1의 본체의 사시도를, 도4는 도1의 압입수단의 분해 사시도 및 결합 사시도를, 도5는 도1의 회전판의 평면도를, 도6은 도1의 하판의 배면도를 나타낸다.
도1 및 도2를 참조하면 본 발명의 일실시예는 본체(100), 압입수단(200), 회전판(300), 회전수단(400) 및 태엽장치(500)를 포함한다.
도3을 참조하면 본체(100)는 상판(110), 지지대(120), 안내판(130) 및 하판(140)을 포함한다.
도3을 참조하면 지지대(120)는 하단이 하판(140)에 고정되고, 상단이 상판(110)에 고정된다. 지지대(120)에 의하여 상판(110)이 하판(140) 상부에 이격되며 지지된다. 한편, 상판(110)에는 상하를 관통하는 관통공(112)이 형성된다. 관통공(112)은 다수개 형성된다.
도4를 참조하면 압입수단(200)은 걸림판(210), 압입축(220), 무게추(230), 지지돌기(240) 및 압입자(250)를 포함한다. 압입수단(200)은 관통공(112)의 수에 대응하는 개수만큼 구비된다.
걸림판(210)은 상판(110)의 관통공(112)을 통과하도록 형성된다. 압입축(220)은 걸림판(210)의 하부로 연장 형성된다.
무게추(230)는 압입축(220)에 장착 가능하도록 중앙부에 끼움공이 형성된다.
지지돌기(240)는 압입축(220)에 장착되는 무게추(230)를 지지하도록 압입축(220) 하단에 체결된다.
압입자(250)는 지지돌기(240) 하면에 연결되어 지지돌기(240) 하부로 돌출된다.
도1을 참조하면 회전판(300)은 상판(110)의 상부에 회전 가능하도록 설치되는데, 상판(110)의 상면에 탑재될 수 있다.
도5를 참조하면 회전판(300)에는 걸림판(210)이 상하로 통과되지 못하도록 걸리는 걸림홈(311)이 형성된다. 또한, 회전판(300)에는 걸림홈(311)에 연통되며 걸림판(210)이 상하로 통과 가능한 낙하홈(312)이 형성된다. 회전판(300)의 상면에는 구동돌기(320)가 돌출 형성된다. 걸림홈(311) 및 낙하홈(312)은 관통공(112)의 수에 대응하는 개수만큼 형성된다.
도2를 참조하면 회전수단(400)은 회전축(410), 고정테(420), 트리거(trigger)(430), 파지돌기(440) 및 체결볼트(450)를 포함한다.
회전축(410)은 상판(110)의 상부에 회전 가능하도록 설치되는데, 상판(110)의 상하면을 관통하며 설치된다.
고정테(420)는 중앙부에 형성된 끼움공을 통하여 회전축(410)에 외삽된다. 상기 고정테(420)의 끼움공은 회전축(410)이 내삽되는 경우 회전축(410)의 외측면과 유격 틈새를 형성할 수 있도록 회전축(410)의 횡단면 보다 크게 형성된다.
체결볼트(450)는 고정테(420)의 외측면으로부터 끼워져 회전축(410)을 가압하게 된다. 체결볼트(450)가 회전축(410)을 가압하며 체결됨으로써 고정테(420)가 회전축(410)과 일체로 회전할 수 있게 된다.
고정테(420)의 외측면에는 트리거(trigger)(430)가 장착되어 돌출된다. 도1을 함께 참조하면 걸림판(210)이 걸림홈(311)에 걸려 있는 상태에서 회전축(410)이 회전하게 되면, 트리거(trigger)(430)가 구동돌기(320)와 접촉하며 회전판(300)을 회전시킴으로써 걸림판(210)이 낙하홈(312) 및 본체(100)의 관통공(112)을 통하여 낙하하게 된다.
도3을 참조하면 상판(110)의 상면에는 멈춤돌기(114)가 돌출 형성되고, 도5를 참조하면 회전판(300)에는 멈춤돌기(114)에 외삽되어 슬라이딩되는 원호형의 안내홈(330)이 형성된다. 회전판(300)의 회전시 안내홈(300)이 멈춤돌기(114)를 따라 안내됨으로써 회전판(300)의 회전 각도가 제한된다. 즉, 안내홈(300)의 측단이 멈춤돌기(114)에 걸림에 따라 회전판(300)의 회전 각도가 제한된다.
도3을 참조하면 안내판(130)은 하판(140)의 상면에 고정 설치될 수 있다. 안내판(130)에는 상하를 관통하는 안내공(132)이 형성된다. 안내공(130)은 걸림판(210)이 낙하홈(312) 및 상판(110)의 관통공(112)을 통하여 낙하하는 경우 지지돌기(240)의 하부 이동을 안내하기 위한 것이다. 안내공(130)은 관통공(112)의 수에 대응하는 개수만큼 형성된다.
도3을 참조하면 하판(140)은 지지대(120)의 하단에 연결되는데, 하판(130)의 상면에는 판상의 시험편(150)이 탑재된다. 판상의 시험편(150)은 하판(130)의 상면에 안착됨으로써 안내판(130) 하부에 위치하게 된다. 한편, 본 발명에 따른 일실시예는 안내판(130)을 상하로 이동시킬 수 있는 안내판 상하 이동수단(도면 미도시)을 구비할 수 있다. 따라서, 걸림판(210)이 낙하홈(312) 및 상기 상판(110)의 관통공(112)을 통하여 낙하하는 경우 압입자(250)가 안내판(130)의 안내공(132)을 통과하여 판상의 시험편(150)을 압입하게 된다.
도2를 참조하면 태엽장치(500)는 상판(110)의 하면에 연결 설치될 수 있다. 태엽장치(500)는 회전축(410)에 연결되는데, 태엽이 실장되는 태엽 하우징(510)과 작동 지연부(520)를 포함한다. 태엽장치(500)는 상기 태엽의 복원력에 의하여 회전축(410)을 기계적으로 회전시키기 위한 것이다. 한편, 태엽에 탄성 에너지를 저장하기 위하여는 회전축(410)을 회전시켜 상기 태엽을 감아야 하는데, 이를 위하여 회전축(410)에는 파지돌기(440)가 돌출 형성된다.
도2를 참조하면 작동 지연부(520)는 상기 태엽과 회전축(410) 사이에 게재되는데, 다수개의 톱니바퀴를 포함한다. 작동 지연부는 상기 태엽의 복원력에 의하여 회전축(410)이 회전하는 경우 회전축(410)의 회전 속도를 늦추기 위한 것이다.
이하, 상기한 일실시예의 작동에 대하여 설명한다.
도2를 참조하여 상기 태엽을 감는 과정에 대하여 설명한다. 체결볼트(450)가 회전축(410)을 가압하지 않은 상태에서 회전축(410)을 회전시켜 상기 태엽을 감아 상기 태엽에 탄성 에너지를 저장한다. 체결볼트(450)가 회전축(410)을 가압하지 않은 상태에서는 회전축(410)이 회전하더라도 고정테(420)는 회전하지 않게 되고, 따라서 트리거(trigger)(430)가 구동돌기(320)를 가압하지 않게 되어 회전판(300)이 회전하지 않게 된다. 파지돌기(440)를 이용하여 상기 태엽을 충분히 감게되면 체결볼트(450)를 체결하여 고정테(420)가 회전축(410)과 일체로 회전할 수 있게 한다.
도1, 도3 및 도5를 참조하여 압입수단(200)의 설치과정에 대하여 설명한다. 먼저 회전판(300)을 상판(110) 상면에 설치한다. 이 경우 낙하홈(312)이 관통공(112) 상부에 위치하도록 한다. 이어서, 압입수단(200)을 낙하홈(312) 및 관통공(112)을 경유하여 하강시켜 압입자(250)가 하판(140)의 돌출공(142) 내부에 위치하도록 한다. 이어서, 회전판(300)을 회전시켜 걸림홈(311)이 걸림판(210) 하부에 위치하도록 한다. 걸림홈(311)이 걸림판(210) 하부에 위치하게 되면 걸림판(210)이 걸림홈(311)에 걸리어 정지된 상태를 유지하게 된다.
한편, 압입변형을 안정된 환경 분위기에서 구동하기 위해서는 압입시험 장치 전체가 시험환경에 도달하기 위한 안정화 시간이 필요하며, 이 안정화 시간 동안 트리거(trirrer)(430)의 작동이 지연될 필요가 있다. 상기한 일실시예는 톱니바퀴가 구비된 작동 지연부(520)를 이용하여 트리거(trirrer)(430)의 작동을 지연시킴으로써 상기 안정화 시간을 확보할 수 있다. 즉 상기 테엽의 감기정도나 상기 톱니바퀴의 조합을 통해 트리거(trirrer)(430)의 작동 지연 시간을 늘리거나 줄일 수 있다.
상기한 일실시예는 고온, 극저온 혹은 폭발성 에너지 유체 환경의 교란없이 소규모의 압입시험 장치 전체를 환경분위기에 도입하여 추 낙하 하중으로 독립구동형 압입시험을 행할 수 있는 장점이 있다. 즉, 상기한 일실시예는 종래의 샘플채취 등이 없으며, 현장상황에 근접한 역학시험을 제공하는 장점이 있다.
상기한 일실시예는 전기 및 유압식 엑츄에이터를 배제하고, 탄성변형을 받은 소재의 기계적 복원이나 자유낙하로 발생하는 무게추(230)의 하중을 구동 및 변형을 인가하는 힘으로 사용한다. 이에 따라, 고온 등에 있어서 전력선 및 신호 추출선이 없어서 단열, 밀폐 등의 문제가 전혀 없고, 수소와 같은 폭발성 에너지 유체 내에서 활용할 경우 전기스파크 등의 위험요소가 완전히 배제되는 장점이 있다.

Claims (7)

  1. 상하를 관통하는 관통공(112)이 형성되는 상판(110) 및 상기 상판(110)을 지지하는 지지대(120)를 구비하는 본체(100);
    상기 상판(110)의 관통공(112)을 통과하도록 형성되는 걸림판(210), 상기 걸림판(210)의 하부로 연장되며 무게추(230)가 장착 가능한 압입축(220), 상기 압입축(220)에 장착되는 상기 무게추(230)를 지지하도록 상기 압입축(220) 하단에 형성되는 지지돌기(240) 및 상기 지지돌기(240) 하면에 돌출되는 압입자(250)를 구비하는 압입수단(200);
    상기 상판(110)의 상부에 회전 가능하도록 설치되되, 상기 걸림판(210)이 걸리는 걸림홈(311)과 상기 걸림홈(311)에 연통되며 상기 걸림판(210)이 통과 가능한 낙하홈(312)이 형성되고, 상면에 구동돌기(320)가 돌출 형성되는 회전판(300);
    상기 상판(110)의 상부에 회전 가능하도록 설치되는 회전축(410), 상기 걸림홈(311)에 걸려 있던 상기 걸림판(210)이 상기 낙하홈(312) 및 상기 본체(100)의 관통공(112)을 통하여 낙하되도록 상기 회전축(410)에 연결되어 상기 회전축(410)의 회전시 상기 구동돌기(320)와 접촉하며 상기 회전판(300)을 회전시키는 트리거(trigger)(430)를 구비하는 회전수단(400);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 독립구동형 압입시험 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상판(110)의 상면에는 멈춤돌기(114)가 돌출 형성되고,
    상기 회전판(300)에는 상기 회전판(300)의 회전 각도가 제한되도록 상기 멈춤돌기(114)에 외삽되어 슬라이딩되는 원호형의 안내홈(330)이 형성되는 것을 특징으로 하는 독립구동형 압입시험 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 본체(100)는 상기 걸림판(210)이 상기 낙하홈(312) 및 상기 상판(110)의 관통공(112)을 통하여 낙하하는 경우 상기 지지돌기(240)의 하부 이동을 안내하도록 상하를 관통하는 안내공(132)이 형성된 안내판(130)을 포함하는 것을 특징으로 하는 독립구동형 압입시험 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 본체(100)는 상기 지지대(120)의 하단에 연결되며, 상기 걸림판(210)이 상기 낙하홈(312) 및 상기 상판(110)의 관통공(112)을 통하여 낙하하는 경우 상기 압입자(250)에 의하여 압입되는 판상의 시험편(150)이 안착되는 하판(140)을 포함하는 것을 특징으로 하는 독립구동형 압입시험 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    태엽이 구비되어 상기 태엽의 복원력에 의하여 상기 회전축(410)을 회전시키도록 상기 회전축(410)에 연결되는 태엽장치(500);
    상기 회전축(410)을 회전시켜 상기 태엽을 감아 상기 태엽에 탄성 에너지가 저장되도록 상기 회전축(410)에 돌출 형성되는 파지돌기(440);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립구동형 압입시험 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회전축(410)이 내삽되는 경우 상기 회전축(410)의 외측면과 유격 틈새가 형성되는 끼움공이 형성되며, 상기 트리거(trigger)(430)가 장착되는 고정테(420);
    상기 고정테(420)가 상기 회전축(410)과 일체로 회전할 수 있도록 상기 고정테(420)의 외측면으로부터 끼워져 상기 회전축(410)을 가압하는 체결볼트(450)를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립구동형 압입시험 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 태엽장치(500)는, 상기 태엽의 복원력에 의하여 상기 회전축(410)이 회전하는 경우 상기 회전축(410)의 회전 속도가 늦추어지도록 상기 태엽과 상기 회전축(410) 사이에 게재되는 다수개의 톱니바퀴를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립구동형 압입시험 장치.
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