WO2016140446A1 - 내충격성 시험장치 - Google Patents

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WO2016140446A1
WO2016140446A1 PCT/KR2016/001426 KR2016001426W WO2016140446A1 WO 2016140446 A1 WO2016140446 A1 WO 2016140446A1 KR 2016001426 W KR2016001426 W KR 2016001426W WO 2016140446 A1 WO2016140446 A1 WO 2016140446A1
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WO
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carrier
launch tube
impact resistance
resistance test
test apparatus
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PCT/KR2016/001426
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English (en)
French (fr)
Inventor
강현구
김상희
Original Assignee
서울대학교 산학협력단
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01M7/08—Shock-testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/30—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N2203/001—Impulsive
    • G—PHYSICS
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    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/003—Generation of the force
    • G01N2203/0042—Pneumatic or hydraulic means
    • G01N2203/0044—Pneumatic means

Definitions

  • the present invention relates to an impact resistance test apparatus for evaluating the impact resistance caused by the impact body collides with various test bodies, and more specifically, it is applicable to emergency bodies of various sizes and shapes, and can be used semi-permanently as a small scale equipment. It is for impact test apparatus.
  • the conventional impact resistance test apparatus as described above can only launch a spherical shaped emergency body 200, and in order to use a different sized emergency body 200, the launch tube of the carrier 100 or the launch unit 300 is replaced. There is a hassle to do.
  • the liquefied gas is used by compressing the liquefied gas in order to transmit the driving force to the carrier 100, there is no choice but to use nitrogen and many equipments, and the number of tests is limited.
  • the pressure is controlled in the launch unit 300 through the pressure sheet installed in the gas chamber front opening, precise control of the gas pressure is difficult.
  • the carrier 100 is fired by pushing the ball with gas when the emergency body 200 is fired and the pressure sheet is torn, the gas is supplied into the launch tube, and the pressure sheet must be replaced every time the emergency body 200 is fired.
  • the present invention is to provide an impact resistance test apparatus capable of propelling emergency bodies of various sizes or shapes without replacing a carrier or a launch tube.
  • the present invention can be used semi-permanently, and large-scale, high-cost, complex configuration to significantly improve the impact resistance test apparatus capable of miniaturization of equipment.
  • the present invention does not need to replace the pressure sheet at each launch of the emergency body, and to provide an impact resistance test apparatus capable of evaluating the impact resistance performance for test specimens of various sizes.
  • a launch unit for applying a rear end of a carrier on which an emergency vehicle is mounted;
  • a launch tube coupled to the front of the launch unit to launch a carrier;
  • a test chamber which is coupled to the front of the launch tube and fixed to the test body therein.
  • the carrier is composed of a cylindrical housing having both ends open, a plurality of coupled to the inner circumferential surface of the housing and a fixing portion for pressurizing and fixing the emergency body in the center of the housing, and a force portion for closing the rear end of the housing.
  • the fixing part is provided between a clamp plate for pressing an emergency body and an elastic member provided between the clamp plate and an inner circumferential surface of the housing to elastically support the clamp plate. to provide.
  • the present invention according to another preferred embodiment provides an impact resistance test apparatus, characterized in that the elastic member is a leaf spring.
  • the present invention according to another preferred embodiment provides an impact resistance test apparatus, characterized in that the recessed portion is formed in the rear.
  • the launch unit exerts a carrier by air pressure, and is provided between an air compressor, an air tank for storing compressed air in the air compressor, and the air tank and the launch tube and stored in the air tank. It provides an impact resistance test apparatus, characterized in that consisting of a solenoid valve for selectively discharging high pressure air.
  • the present invention according to another preferred embodiment provides an impact resistance test apparatus characterized in that an exhaust valve for discharging the high-pressure air in the launch tube is provided on one side of the launch tube.
  • the present invention according to another preferred embodiment provides an impact resistance test apparatus characterized in that the front of the launch tube is formed with a through hole through which an emergency body passes, and carrier blocking for limiting the movement of the carrier is coupled.
  • the present invention according to another preferred embodiment of the carrier blocking is provided with a coupling pipe threaded on the outer circumferential surface on one side, the coupling tube is provided with an impact resistance test apparatus characterized in that the screw is coupled to the front inner circumferential surface of the launch tube.
  • the present invention according to another preferred embodiment provides an impact resistance test apparatus, characterized in that the carrier mounting part and the carrier recovery part are provided to be opened and closed on one side of the launching chamber and the rear of the test chamber, respectively.
  • the carrier mounting part and the carrier recovering part provide an impact resistance test apparatus comprising an opening formed at one side of a launch tube and a cover member closing the opening.
  • the impact resistance against the emergency body of various sizes or shapes can be evaluated without replacing the carrier or the launch tube.
  • FIG. 1 is a view showing a conventional impact resistance test apparatus.
  • Figure 2 is a side view of the impact resistance test apparatus of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a carrier.
  • FIG. 5 is a perspective view showing various embodiments of the fixing part according to the type of emergency body.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a coupling relationship between a launch tube and carrier blocking
  • FIG. 7 is a side cross-sectional view of the launch tube to which carrier blocking is coupled;
  • FIG. 8 is a perspective view of a carrier mounting part
  • FIG. 9 is a perspective view of a carrier recovery part
  • FIG. 10 is a perspective view showing the inside of the test chamber
  • FIG. 11 is an exploded perspective view showing a coupling relationship between a test piece support and a test piece fixing part
  • FIG. 12 is a perspective view showing an embodiment of a test chamber.
  • the impact resistance test apparatus of the present invention includes a launch unit for exerting a rear end of a carrier equipped with an emergency body; A launch tube coupled to the front of the launch unit to launch a carrier; And a test chamber which is coupled to the front of the launch tube and fixed to the test body therein.
  • the carrier is characterized in that the carrier is composed of a cylindrical housing having both ends open, a plurality of coupled to the inner circumferential surface of the housing and a fixing portion for pressing and fixing the emergency body in the center of the housing and a closing portion for closing the rear end of the housing.
  • Figure 2 is a side view of the impact resistance test apparatus of the present invention
  • Figure 3 is an exploded perspective view of the carrier
  • Figure 4 is a side cross-sectional view of the carrier
  • 5 is a perspective view illustrating various embodiments of a fixing part according to a type of emergency body.
  • the impact resistance test apparatus of the present invention includes a launch unit 20 for applying the rear end of the carrier 10, the emergency body (1) is mounted; A launch tube (30) to be coupled to the front of the launch unit (20) to launch the carrier (10); And a test chamber 40 that is coupled to the front of the launch tube 30 to which the test body 2 is fixed.
  • the carrier 10 is a cylindrical housing 11 of which both ends are open, a plurality of coupled to the inner peripheral surface of the housing 11 is fixed to secure the emergency body (1) in the center of the housing 11 ( 12) and the force portion 13 for closing the rear end of the housing 11 is characterized in that it is configured.
  • the impact resistance test apparatus of the present invention is for evaluating the impact resistance of a test body requiring impact resistance in various fields such as construction, space, automobile, machinery, aviation, and the like, including concrete, protective panel, glass, plastic, substrate, and the like. Applicable to various kinds of test specimens.
  • the launch unit 20 is a portion for exerting a rear end of the carrier 10 on which the emergency body 1 is mounted.
  • the launch unit 20 pressurizes the carrier 10 by air pressure, the air compressor 21, an air tank 22 for storing compressed air in the air compressor 21, and the air tank 22. And the solenoid valve 23 provided between the launch tube 30 to selectively discharge the high pressure air stored in the air tank 22.
  • the compressed air in the air compressor 21 enters the air tank 22 through a pipe.
  • the carrier 10 is exerted by the air pressure instead of the gas, unlike the case of using liquefied gas such as nitrogen, the configuration is simple and the equipment can be downsized.
  • the valve since the discharge of the high pressure air is controlled by using the solenoid valve 23 instead of the manual valve, the valve is opened at a very instant and it is easy to maintain the high pressure.
  • the solenoid valve 23 may be opened only for a predetermined time by an electrical signal.
  • the launch tube 30 and the test chamber 40 are sequentially located in front of the launch unit 20.
  • the launching tube 30 has a carrier 10 having an emergency body 1 mounted therein.
  • the carrier 10 is fired by the rear end by the launch unit 20 and is advanced at a high speed in the launch tube 30 with the emergency body 1 mounted thereon.
  • the launch tube 30 is preferably composed of a circular pipe to correspond to the housing 11 of the carrier 10.
  • the carrier 10 stops in the launch tube 30, and only the emergency body 1 is separated and fired into the test chamber 40 to strike the test body 2.
  • the test chamber 40 is fixed to the test body 2 therein, the emergency body (1) launched into the test chamber 40 collides with the test body (2).
  • the launch unit 20 includes the air compressor 21, the air tank 22, and the solenoid valve 23, the high pressure air in the launch tube 30 is discharged to one side of the launch tube 30.
  • An exhaust valve 31 may be provided.
  • the exhaust valve 31 may be opened to discharge the high pressure air remaining in the launch tube 30 to the outside. Accordingly, when the carrier 10 in the launch tube 30 is recovered, an accident due to sudden discharge of air may be prevented.
  • the carrier 10 is to carry the emergency body (1), both ends of the cylindrical housing 11, the plurality of which is coupled to the inner peripheral surface of the housing 11 It consists of a fixing part 12 for pressing and fixing the emergency body (1) in the center of the housing 11 and a force portion (13) for closing the rear end of the housing (11).
  • the housing 11 has an open body (1) is launched to the test chamber 40 side through the open end of the front, the open end of the rear is closed by the force portion (13).
  • the emergency body 1 which is separated and fired to the test chamber 40 side strikes the test body 2 fixed in the test chamber 40 and calculates the amount of impact applied to the test piece based on the weight and speed of the emergency body 1. Can be.
  • the fixing part 12 press-fixes the emergency body 1 in the housing 11. Therefore, regardless of the size or shape of the emergency body 1, the emergency body 1 can be mounted on the carrier 10.
  • the fixing part 12 is provided between the clamp plate 121 for pressing the emergency body 1 and between the clamp plate 121 and the inner circumferential surface of the housing 11 to elastically support the clamp plate 121. ) Can be configured.
  • the clamp plate 121 is supported by the elastic member 122 to press the emergency body (1) to fix the emergency body (1) in the carrier (10).
  • Inertia 1 can be easily advanced by inertia when the fixing part 12 is stopped.
  • the emergency body 1 Since the emergency body 1 is pressed by the elastic member 122, the emergency body 1 may be mounted on the carrier 10 regardless of the size or shape of the emergency body 1.
  • an emergency body having a spherical shape as shown in Fig. 5A an emergency body as a rod member having an arc shape as shown in Fig. 5B, and an emergency body having a square cross section as shown in Fig. 5C.
  • all of the emergency bodies having a rectangular cross section as shown in FIG. 5 (d) can be installed without problems in the housing 11.
  • the fixing part 12 composed of the clamp plate 121 and the elastic member 122 is positioned in the upper and lower left and right four places in the housing 11, but is not necessarily limited to this configuration.
  • the elastic member 122 may be configured as a leaf spring.
  • the leaf spring is bent to fix the center to the inner wall of the housing 11 and both ends to the clamp plate 121 so that the elastic member 122 clamps.
  • the plate 121 may be supported.
  • the clamp plate 121 can press the emergency body 1 over its entire length, the emergency body 1 can be mounted on the carrier 10 regardless of the length of the emergency body 1.
  • the force portion 13 is to close the open rear end of the housing 11, can be detachably configured to easily open the housing 11 when replacing or repairing the fixing portion 12.
  • the locking protrusion 132 when the locking protrusion 132 is formed around the front of the force unit 13 and the locking protrusion 111 is formed on the rear inner circumferential surface of the housing 11, the locking protrusion 132 and the locking protrusion are formed.
  • the force portion 13 may be coupled to the housing 11 by coupling the 111 with each other.
  • a recess 131 may be formed at the rear of the force part 13.
  • the force portion 13 may be configured in a circular shape according to the cross-sectional shape of the housing 11, the concave portion 131 to protrude toward the housing 11 in the center of one side of the force portion 13 located in the rear. Can be configured.
  • the concave portion 131 causes the high pressure air to be concentrated at the rear center of the carrier 10, thereby inducing the straightness of the carrier 10 when the carrier 10 is launched.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating a coupling relationship between a launch tube and carrier blocking
  • FIG. 7 is a side cross-sectional view of the launch tube to which carrier blocking is coupled.
  • the front of the launch tube 30 is formed with a through hole 51 through which the emergency body 1 passes through the carrier blocking to restrict the movement of the carrier 10. 50) can be combined.
  • the carrier blocking 50 serves as a stopper for stopping propulsion of the carrier 10 which is moved at high speed through the launch tube 30.
  • the carrier 10 on which the emergency body 1 is mounted collides with the carrier blocking 50, the carrier 10 is stopped by the carrier blocking 50, and only the emergency body 1 opens the through hole 51. Passing through and launched into the test chamber 40, the carrier 10 and the emergency body 1 are separated from each other.
  • the carrier 10 Since the carrier 10 is still pressurized by the high pressure air supplied from the rear, the carrier 10 is located at the end of the launch tube 30 without being bounced backward even after the collision with the carrier blocking 50.
  • the carrier blocking 50 is provided with a coupling pipe 52 formed with a screw thread on the outer circumferential surface on one side thereof, so that the coupling pipe 52 can be screwed to the inner circumferential surface of the front of the launch tube 30.
  • the carrier blocking 50 may be detachably mounted to the launch tube 30, and the carrier blocking 50 may be easily replaced when worn or damaged.
  • FIG 8 and 9 are perspective views of the carrier mounting part and the carrier recovery part, respectively.
  • the carrier mounting part 32 and the carrier recovery part 33 is provided on one side of the front side of the launch unit 20 and the test chamber 40 of the launch tube 30, respectively. Can be.
  • the carrier 10 may be mounted on the launch tube 30 in front of the launch tube 30 and then recovered from the rear of the launch tube 30.
  • the carrier mounting portion 32 and the carrier recovery portion 33 is composed of openings 321 and 331 formed on one side of the launch tube 30 and cover members 322 and 332 closing the openings 321 and 331, respectively. It is possible.
  • the openings 321 and 331 are preferably formed on the upper side of the launch tube 30 as much as possible to stably mount the carrier 10.
  • the carrier 10 is positioned in the launch tube 30 through the opening 321 of the carrier mounting portion 32 in which the cover member 322 is separated, and then the opening 321 is disposed in the opening 321.
  • the cover member 322 is coupled.
  • the exhaust valve 31 is opened to discharge residual air in the launch tube 30 to lower the pressure, and then, as shown in FIG. 9, the cover member 332 of the carrier recovery part 33 is removed. The carrier 10 is recovered through the opening 331.
  • 332 may be composed of a semi-circular pipe and a flange provided on both sides of the pipe along the outer circumferential surface of one side of the launch tube 30, the lower launch tube 30 There may be coupled to the fixing member (323, 333) consisting of a semi-circular pipe and a flange coupled to both sides of the pipe along the outer peripheral surface of the launch tube (30).
  • the fixing members 323 and 333 are fixedly coupled to the other side of the launch tube 30 by welding or the like, and then the flanges of the cover members 322 and 332 and the fixing members 323 and 333 are bolted to each other.
  • the openings 321 and 331 may be closed.
  • the flanges of the cover members 322 and 332 and the fixing members 323 and 333 should be formed in advance with bolt fastening holes at positions corresponding to each other.
  • Fig. 10 is a perspective view showing the inside of the test chamber
  • Fig. 11 is an exploded perspective view showing a coupling relationship between the test body support and the test fixture fixing part
  • Fig. 12 is a perspective view showing an embodiment of the test chamber.
  • the test chamber 40 is provided with a speed meter 45 at the inlet side, the test body 2 to be fixed to the emergency body (1) is fixed to the front end.
  • the speed meter 45 is installed near the inlet side of the test chamber 40 to measure the speed of the emergency body 1 that has passed through the launch tube 30.
  • the speed measuring system 45 can use a well-known thing, and the specific speed measuring method is abbreviate
  • test piece 2 is positioned and fixed between the test piece support part 41 and the test piece fixing part 42.
  • the specimen support part 41 is welded or bolted to the inside of the end of the test chamber 40, the specimen 2 is positioned behind the specimen support part 41, and then the specimen fixture 42 is disposed on the rear surface of the specimen 2. Install). Then, the test body 2 is fixed to the test chamber 40 through a process of connecting the plurality of computer bolts 43 fixed to the test body support part 41 to the test body fixing part 42 and fixing with a nut.
  • test piece support part 41 and the test piece fixing part 42 may be configured to be selected according to the size or thickness of the test piece 2 by providing a plurality of different sizes or thicknesses in a plate shape.
  • An amorphous test body can also be provided between the test body support part 41 and the test body fixing part 42.
  • test piece support part 41 and the test piece fixing part 42 respectively have through-holes 411 and 421 through which the emergency body 1 passes, respectively, and correspond to the bolt coupling holes through which the computer bolt 43 passes. It is preferable to form in advance in the position to become.
  • a protective plate 44 having a through hole 441 through which the emergency body 1 passes may be additionally installed at a rear surface of the test body fixing part 42.
  • the protective plate 44 prevents the emergency body 1 from colliding with the test body 2 and then being damaged by damaging the sensor located in front of the test chamber 40. Therefore, the size of the through hole 441 in the center of the protective plate 44 is to be configured to be smaller than the size of the through holes (411, 421) formed in the specimen support part 41 or the specimen fixing part 42.
  • test chamber 40 may be formed to open and close 46 to one surface.
  • the opening and closing part 46 may be positioned on one surface.
  • test chamber 40 may be configured to easily see the progress of the test by installing a transparent tempered glass or reinforced plastics and the like.
  • the impact resistance test apparatus of the present invention can evaluate the impact resistance against emergency bodies of various sizes or shapes without replacing the carriers or launch tubes because the emergency bodies are pressurized and fixed in the carrier by the fixing unit, and thus use an air compressor instead of liquid nitrogen.
  • the equipment can be miniaturized and the test apparatus of a large-scale, high-cost, and complicated configuration can be greatly improved.

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Abstract

본 발명은 비상체가 각종 시험체에 충돌하여 발생하는 내충격성을 평가하기 위한 내충격성 시험장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 크기나 형상의 비상체에 적용 가능하고 소규모 장비로 반영구적인 사용이 가능한 내충격성 시험장치에 대한 것이다. 본 발명의 내충격성 시험장치는 비상체가 장착된 캐리어 후단을 가력하기 위한 발사부; 상기 발사부 전방에 결합되는 것으로 캐리어가 발사되는 발사관; 및 상기 발사관 전방에 결합되는 것으로 내부에 시험체가 고정되는 시험챔버; 로 구성되되, 상기 캐리어는 양단이 개방된 원통형의 하우징, 상기 하우징 내주면에 복수 개가 결합되어 하우징 중앙의 비상체를 가압 고정하는 고정부 및 상기 하우징의 후단을 폐쇄하는 가력부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

내충격성 시험장치
본 발명은 비상체가 각종 시험체에 충돌하여 발생하는 내충격성을 평가하기 위한 내충격성 시험장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 크기나 형상의 비상체에 적용 가능하고 소규모 장비로 반영구적인 사용이 가능한 내충격성 시험장치에 대한 것이다.
기계적 충돌이나 폭발 등 다양한 요인에 의해 발생하는 비상체는 많은 양의 운동에너지를 가진 것으로, 건축물, 기계장비, 우주항공장비 등 피충격물의 안전에 위협을 가한다.
이러한 비상체가 피충격물에 고속으로 충돌할 경우 재료의 응력-변형률 관계가 달라지고, 피충격물체는 표면 관입, 배면 박리, 관통, 균열 확산 등에 의한 국부적인 손상이 발생한다.
따라서 손상된 피충격물의 내충격 성능을 파악할 필요가 있는데, 종래 내충격 성능 평가 방법으로는 도 1에서와 같이 피충격물 재료인 시험체를 회수챔버(400) 내에 고정한 상태에서 캐리어(100)에 탑재된 구 형상의 비상체(200)를 고속으로 충돌시켜 시험체의 관입 깊이, 배면 박리깊이, 손상넓이 등을 파악함으로써 내충격 성능을 평가하는 방법이 있다(특허 제10-1267792호).
그러나 상기와 같은 종래의 내충격성 시험장치는 구 형상의 비상체(200) 발사만 가능하며, 크기가 다른 비상체(200)를 사용하기 위해서는 캐리어(100)나 발사부(300)의 발사관을 교체하여야 하는 번거로움이 있다.
또한, 캐리어(100)에 추진력을 전달하기 위하여 액화가스를 압축하여 사용하기 때문에 질소 및 이에 따른 많은 장비를 사용할 수밖에 없으며, 시험횟수가 제한적이다.
뿐만 아니라 발사부(300)에서는 가스챔버 전방 개구부에 설치된 압력시트를 통하여 압력을 제어하기 때문에 가스압의 정밀 제어가 어렵다. 그리고 비상체(200) 발사시 가스로 공이를 추진시켜 공이가 압력시트가 찢으면서 발사관 내에 가스가 공급되어 캐리어(100)가 발사되므로, 비상체(200) 발사시마다 압력시트를 교체하여야 한다.
나아가 회수챔버(400) 내에 구비되는 시험체의 크기 조절이 어렵고, 부피가 커서 넓은 공간을 차지하며 많은 양의 부대 장비가 필요한 문제점이 있다.
본 발명은 캐리어나 발사관의 교체 없이 다양한 크기나 형상의 비상체를 추진시킬 수 있는 내충격성 시험장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 반영구적으로 사용 가능하고, 대규모, 고비용, 복잡한 구성을 대폭 개선하여 장비의 소형화가 가능한 내충격성 시험장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 비상체 발사시마다 압력시트를 교체할 필요가 없고, 다양한 크기의 시험체에 대한 내충격 성능을 평가할 수 있는 내충격성 시험장치를 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 비상체가 장착된 캐리어 후단을 가력하기 위한 발사부; 상기 발사부 전방에 결합되는 것으로 캐리어가 발사되는 발사관; 및 상기 발사관 전방에 결합되는 것으로 내부에 시험체가 고정되는 시험챔버; 로 구성되되, 상기 캐리어는 양단이 개방된 원통형의 하우징, 상기 하우징 내주면에 복수 개가 결합되어 하우징 중앙의 비상체를 가압 고정하는 고정부 및 상기 하우징의 후단을 폐쇄하는 가력부로 구성되는 것을 특징으로 하는 내충격성 시험장치를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 고정부는 비상체를 가압하는 클램프 플레이트 및 상기 클램프 플레이트와 하우징 내주면 사이에 구비되어 클램프 플레이트를 탄성 지지하는 탄성부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 내충격성 시험장치를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 탄성부재는 판스프링인 것을 특징으로 하는 내충격성 시험장치를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 가력부의 후방은 오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 내충격성 시험장치를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 발사부는 공기압에 의해 캐리어를 가력하는 것으로, 에어컴프레서, 상기 에어컴프레서에서 압축된 공기를 저장하는 에어탱크 및 상기 에어탱크와 발사관 사이에 구비되어 에어탱크에 저장된 고압공기를 선택적으로 토출하는 솔레노이드 밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 내충격성 시험장치를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 발사관의 일측에는 발사관 내 고압공기를 배출하는 배기밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 내충격성 시험장치를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 발사관의 전방에는 중앙에 비상체가 통과하는 관통공이 형성된 것으로 캐리어의 이동을 제한하는 캐리어 블록킹이 결합되는 것을 특징으로 하는 내충격성 시험장치를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 캐리어 블록킹은 일측에 외주면에 나사산이 형성된 결합관이 구비되어, 상기 결합관이 발사관 전방 내주면에 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 내충격성 시험장치를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 발사관의 발사부 전방 및 시험챔버 후방 일측면에는 각각 캐리어 탑재부 및 캐리어 회수부가 개폐 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 내충격성 시험장치를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 캐리어 탑재부 및 캐리어 회수부는 발사관 일측에 형성된 개구부 및 상기 개구부를 폐쇄하는 덮개부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 내충격성 시험장치를 제공한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 비상체가 고정부에 의하여 캐리어 내에 가압 고정되므로, 캐리어나 발사관의 교체 없이 다양한 크기나 형상의 비상체에 대한 내충격 성능을 평가할 수 있다.
둘째, 액화질소 대신 에어컴프레서를 이용하기 때문에 장비의 소형화가 가능하고 가스를 별도로 구매할 필요가 없어 반영구적으로 사용할 수 있다. 따라서 종래 대규모, 고비용, 복잡한 구성의 시험장치를 대폭 개선할 수 있다.
셋째, 솔레노이드 밸브에 의해 고압공기의 순간적인 토출을 조절할 수 있고 압력 조절이 용이하다. 따라서 비상체 발사시마다 압력시트를 교체할 필요가 없어 편리하다.
넷째, 시험챔버 내부에 다양한 크기 또는 두께의 시험체를 설치할 수 있으며, 캐리어 회수부가 발사관과 동일선상에 위치되므로 비상체의 추진에 간섭되지 않는다.
다섯째, 발사관 단부에 분리 가능한 캐리어 블록킹이 구비되므로, 캐리어로부터 분리된 비상체만 시험체를 가격할 수 있으며 마모된 캐리어 블록킹의 교체가 가능하다.
여섯째, 발사관 일측에 구비된 배기밸브를 개방하여 잔류공기를 안전하게 외부로 토출할 수 있다. 따라서 캐리어 탑재부 또는 캐리어 회수부 개방시 발사관 내부의 잔류압력에 의한 사고를 방지할 수 있다.
일곱째, 건축, 우주, 자동차, 기계, 항공 등의 다양한 분야에서 내충격성 확보가 필요한 시험체의 내충격성을 분석할 수 있다.
도 1은 종래 내충격성 시험장치를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명 내충격성 시험장치의 측면도.
도 3은 캐리어의 분해사시도.
도 4는 캐리어의 측단면도.
도 5는 비상체의 종류에 따른 고정부의 다양한 실시예를 도시하는 사시도.
도 6은 발사관과 캐리어 블록킹의 결합 관계를 나타내는 사시도.
도 7은 캐리어 블록킹이 결합된 발사관의 측단면도.
도 8은 캐리어 탑재부의 사시도.
도 9는 캐리어 회수부의 사시도.
도 10은 시험챔버 내부를 나타내는 사시도.
도 11은 시험체 지지부와 시험체 고정부의 결합 관계를 나타내는 분해사시도.
도 12는 시험챔버의 실시예를 도시하는 사시도.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 내충격성 시험장치는 비상체가 장착된 캐리어 후단을 가력하기 위한 발사부; 상기 발사부 전방에 결합되는 것으로 캐리어가 발사되는 발사관; 및 상기 발사관 전방에 결합되는 것으로 내부에 시험체가 고정되는 시험챔버; 로 구성되되, 상기 캐리어는 양단이 개방된 원통형의 하우징, 상기 하우징 내주면에 복수 개가 결합되어 하우징 중앙의 비상체를 가압 고정하는 고정부 및 상기 하우징의 후단을 폐쇄하는 가력부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명 내충격성 시험장치의 측면도이고, 도 3은 캐리어의 분해사시도이며, 도 4는 캐리어의 측단면도이다. 그리고 도 5는 비상체의 종류에 따른 고정부의 다양한 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 2 내지 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 내충격성 시험장치는 비상체(1)가 장착된 캐리어(10) 후단을 가력하기 위한 발사부(20); 상기 발사부(20) 전방에 결합되는 것으로 캐리어(10)가 발사되는 발사관(30); 및 상기 발사관(30) 전방에 결합되는 것으로 내부에 시험체(2)가 고정되는 시험챔버(40); 로 구성되되, 상기 캐리어(10)는 양단이 개방된 원통형의 하우징(11), 상기 하우징(11) 내주면에 복수 개가 결합되어 하우징(11) 중앙의 비상체(1)를 가압 고정하는 고정부(12) 및 상기 하우징(11)의 후단을 폐쇄하는 가력부(13)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 내충격성 시험장치는 건축, 우주, 자동차, 기계, 항공 등의 다양한 분야에서 내충격성 확보가 필요한 시험체의 내충격성을 평가하기 위한 것으로, 콘크리트, 방호패널, 유리, 플라스틱, 기판 등을 비롯한 여러 종류의 시험체에 적용 가능하다.
상기 발사부(20)는 비상체(1)가 장착된 캐리어(10) 후단을 가력하기 위한 부분이다.
상기 발사부(20)는 공기압에 의해 캐리어(10)를 가력하는 것으로, 에어컴프레서(21), 상기 에어컴프레서(21)에서 압축된 공기를 저장하는 에어탱크(22) 및 상기 에어탱크(22)와 발사관(30) 사이에 구비되어 에어탱크(22)에 저장된 고압공기를 선택적으로 토출하는 솔레노이드 밸브(23)로 구성할 수 있다.
상기 에어컴프레서(21)에서 압축된 공기는 파이프를 통하여 에어탱크(22)로 진입한다.
그리고 에어탱크(22)에 유입된 공기는 고압으로 압축된 상태를 유지하면서 에어탱크(22)에 저장된다.
에어탱크(22) 전방의 솔레노이드 밸브(23)를 개방하면, 에어탱크(22) 내에 저장된 고압공기가 파이프를 통하여 순간적으로 발사관(30) 측으로 공급되어 캐리어(10)를 가력한다.
따라서 가스가 아닌 공기압에 의하여 캐리어(10)를 가력하므로, 질소 등 액화가스를 사용하는 경우와는 달리 구성이 간단하고 장비의 소규모화가 가능하다.
또한, 수동밸브가 아닌 솔레노이드 밸브(23)를 이용하여 고압공기의 토출 여부를 조절하므로, 매우 순간적으로 밸브를 개방하여 고압 유지가 용이하다. 솔레노이드 밸브(23)는 전기적인 신호에 의하여 일정 시간 동안만 개방할 수 있다.
상기 발사부(20) 전방에는 발사관(30)과 시험챔버(40)가 차례대로 위치된다.
상기 발사관(30)은 일단 내부에 비상체(1)가 장착된 캐리어(10)가 위치된다. 상기 캐리어(10)는 발사부(20)에 의하여 후단이 가력되어 발사되며 비상체(1)가 장착된 채로 발사관(30) 내에서 빠른 속도로 전진한다.
발사관(30)은 캐리어(10)의 하우징(11)과 대응하도록 원형 파이프로 구성함이 바람직하다.
이후 캐리어(10)가 발사관(30) 전방에 도달하면 캐리어(10)는 발사관(30) 내에 정지하고 비상체(1)만 분리되어 시험챔버(40) 내로 발사되어 시험체(2)를 가격한다.
상기 시험챔버(40)는 내부에 시험체(2)가 고정되며, 시험챔버(40) 내로 발사된 비상체(1)는 시험체(2)와 충돌한다.
전술한 바와 같이, 발사부(20)가 에어컴프레서(21), 에어탱크(22) 및 솔레노이드 밸브(23)로 구성된 경우에는 상기 발사관(30)의 일측에는 발사관(30) 내 고압공기를 배출하는 배기밸브(31)가 구비될 수 있다.
비상체(1)를 발사한 후 배기밸브(31)를 개방하여 발사관(30) 내에 잔존하는 고압공기를 외부로 배출할 수 있다. 이에 따라 발사관(30) 내 캐리어(10) 회수시 갑작스런 공기의 토출로 인한 사고를 예방할 수 있다.
도 3 내지 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 캐리어(10)는 비상체(1)를 운반하는 것으로, 양단이 개방된 원통형의 하우징(11), 상기 하우징(11) 내주면에 복수 개가 결합되어 하우징(11) 중앙의 비상체(1)를 가압 고정하는 고정부(12) 및 상기 하우징(11)의 후단을 폐쇄하는 가력부(13)로 구성된다.
상기 하우징(11)은 전방의 개방된 일단을 통하여 내부의 비상체(1)가 시험챔버(40) 측으로 발사되며, 후방의 개방된 일단은 가력부(13)에 의하여 폐쇄된다.
시험챔버(40) 측으로 분리 발사된 비상체(1)는 시험챔버(40) 내에 고정된 시험체(2)를 가격하며, 비상체(1)의 무게와 속도를 토대로 시험편에 가해지는 충격량을 산출할 수 있다.
상기 고정부(12)는 하우징(11) 내에서 비상체(1)를 가압 고정한다. 따라서 비상체(1)의 크기나 모양에 상관없이 비상체(1)를 캐리어(10)에 장착할 수 있다.
상기 고정부(12)는 비상체(1)를 가압하는 클램프 플레이트(121) 및 상기 클램프 플레이트(121)와 하우징(11) 내주면 사이에 구비되어 클램프 플레이트(121)를 탄성 지지하는 탄성부재(122)로 구성할 수 있다.
따라서 클램프 플레이트(121)는 탄성부재(122)에 의해 지지되면서 비상체(1)를 가압하여 캐리어(10) 내에 비상체(1)를 고정한다. 고정부(12) 정지시 관성에 의해 비상체(1)는 쉽게 전진할 수 있다.
상기 탄성부재(122)에 의하여 비상체(1)가 가압되므로, 비상체(1)의 크기나 모양에 상관없이 비상체(1)를 캐리어(10)에 장착할 수 있다.
즉, 도 5의 (a)와 같은 구 형상의 비상체, 도 5의 (b)와 같은 단면이 호 형상인 막대 부재로서의 비상체, 도 5의 (c)에서와 같은 단면이 정사각형인 비상체, 도 5의 (d)에서와 같은 단면이 직사각형인 비상체 모두 하우징(11) 내에 문제없이 장착할 수 있다.
도 3 및 도 5의 실시예에서는 클램프 플레이트(121)와 탄성부재(122)로 구성되는 고정부(12)를 하우징(11) 내 상하 좌우 4군데 위치시켰으나, 반드시 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다.
상기 탄성부재(122)는 판스프링으로 구성 가능하다.
즉, 도 5의 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 판스프링을 절곡하여 중앙을 하우징(11) 내벽에 고정하고 양단은 클램프 플레이트(121)에 고정하여 탄성부재(122)가 클램프 플레이트(121)를 지지하도록 할 수 있다.
이러한 클램프 플레이트(121)는 길이 전체에 걸쳐 비상체(1)를 가압할 수 있으므로, 비상체(1)의 길이에 상관없이 비상체(1)를 캐리어(10)에 장착할 수 있다.
상기 가력부(13)는 하우징(11)의 개방된 후단을 폐쇄하는 것으로, 착탈 가능하게 구성하여 고정부(12)의 교체 또는 수리시 하우징(11)을 용이하게 개방시킬 수 있다.
도 4에서와 같이, 상기 가력부(13)의 주변 전방에 걸림돌기(132)를 형성하고 하우징(11)의 후방 내주면에 걸림턱(111)을 형성하는 경우, 걸림돌기(132)와 걸림턱(111)을 상호 결합하여 가력부(13)를 하우징(11)에 결합할 수 있다.
상기 가력부(13)의 후방에는 오목부(131)가 형성될 수 있다.
즉, 상기 가력부(13)는 하우징(11)의 단면 형상에 따라 원형으로 구성할 수 있는데, 후방에 위치한 가력부(13)의 일면 중앙에는 하우징(11) 측으로 돌출되도록 오목부(131)를 구성할 수 있다.
상기 오목부(131)는 고압공기가 캐리어(10) 후방 중앙에 집중되도록 함으로써, 캐리어(10) 발사시 캐리어(10)의 직진성을 유도한다.
도 6은 발사관과 캐리어 블록킹의 결합 관계를 나타내는 사시도이고, 도 7은 캐리어 블록킹이 결합된 발사관의 측단면도이다.
도 6 및 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 발사관(30)의 전방에는 중앙에 비상체(1)가 통과하는 관통공(51)이 형성된 것으로 캐리어(10)의 이동을 제한하는 캐리어 블록킹(50)이 결합될 수 있다.
상기 캐리어 블록킹(50)은 발사관(30)을 통하여 고속으로 이동되는 캐리어(10)의 추진을 정지시키는 스토퍼 역할을 한다.
즉, 비상체(1)가 탑재된 캐리어(10)가 캐리어 블록킹(50)에 충돌하면 캐리어(10)는 캐리어 블록킹(50)에 의하여 정지되고, 비상체(1)만 관통공(51)을 통과하여 시험챔버(40) 내로 발사되면서 캐리어(10)와 비상체(1)가 상호 분리된다.
상기 캐리어(10)는 후방에서 공급되는 고압공기에 의하여 여전히 가압되고 있으므로, 캐리어 블록킹(50)과 충돌 후에도 후방으로 튕겨나가지 않고 발사관(30) 단부에 위치된다.
상기 캐리어 블록킹(50)은 일측에 외주면에 나사산이 형성된 결합관(52)이 구비되어, 상기 결합관(52)이 발사관(30) 전방 내주면에 나사 결합할 수 있다.
이로써 캐리어 블록킹(50)을 발사관(30)에 착탈식으로 구성할 수 있으며, 마모나 손상시 캐리어 블록킹(50)을 용이하게 교체할 수 있다.
도 8 및 도 9는 각각 캐리어 탑재부 및 캐리어 회수부의 사시도이다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 발사관(30)의 발사부(20) 전방 및 시험챔버(40) 후방 일측면에는 각각 캐리어 탑재부(32) 및 캐리어 회수부(33)가 개폐 가능하게 구비될 수 있다.
이 경우 캐리어(10)는 발사관(30) 전방에서 발사관(30)에 탑재한 후 발사관(30) 후방에서 회수할 수 있다.
이때, 상기 캐리어 탑재부(32) 및 캐리어 회수부(33)는 각각 발사관(30) 일측에 형성된 개구부(321, 331) 및 상기 개구부(321, 331)를 폐쇄하는 덮개부재(322, 332)로 구성 가능하다.
상기 개구부(321, 331)는 캐리어(10)를 안정적으로 장착하기 위하여 가급적 발사관(30) 상부 측에 형성함이 바람직하다.
도 8에서와 같이, 캐리어(10) 발사 전에는 덮개부재(322)가 분리된 캐리어 탑재부(32)의 개구부(321) 통하여 캐리어(10)를 발사관(30) 내에 위치시킨 다음, 개구부(321)에 덮개부재(322)를 결합한다.
그리고 캐리어(10) 발사 후에는 배기밸브(31)를 개방하여 발사관(30) 내 잔존 공기 배출하여 압력을 낮춘 다음, 도 9에서와 같이 캐리어 회수부(33)의 덮개부재(332)를 분리하고 개구부(331)를 통하여 캐리어(10)를 회수한다.
도 8 및 도 9의 실시예에서와 같이 상기 덮개부재(322, 332)는 발사관(30) 일측 외주면에 따른 반원 형상의 파이프 및 파이프 양측에 구비된 플랜지로 구성할 수 있으며, 발사관(30) 하부에는 발사관(30) 타측 외주면에 따른 반원 형상의 파이프 및 파이프 양측에 결합된 플랜지로 구성되는 고정부재(323, 333)가 결합할 수 있다.
따라서 상기 고정부재(323, 333)를 발사관(30) 타측에 용접 등의 방법으로 고정 결합한 다음, 덮개부재(322, 332)와 고정부재(323, 333)의 플랜지를 볼트(B)로 결합하여 개구부(321, 331)를 폐쇄할 수 있다.
여기에서 상기 덮개부재(322, 332)와 고정부재(323, 333)의 플랜지에는 상호 대응되는 위치에 볼트체결공을 미리 형성하여야 할 것이다.
도 10은 시험챔버 내부를 나타내는 사시도이고, 도 11은 시험체 지지부와 시험체 고정부의 결합 관계를 나타내는 분해사시도이며, 도 12는 시험챔버의 실시예를 도시하는 사시도이다.
상기 시험챔버(40) 내에는 입구 측에 속도측정계(45)가 구비되며, 전방 일단에 비상체(1)가 가격할 시험체(2)가 고정 설치된다.
상기 속도측정계(45)는 시험챔버(40) 입구 측에 가까이 설치하여 발사관(30)을 통과한 비상체(1)의 속도를 측정한다. 속도측정계(45)는 공지의 것을 이용할 수 있으며, 구체적은 속도 측정 방법에 대하여는 생략하기로 한다.
상기 시험체(2)는 시험체 지지부(41)와 시험체 고정부(42) 사이에 위치되어 고정된다.
구체적으로 시험체 지지부(41)는 시험챔버(40) 단부 내측에 용접 또는 볼트로 고정하고, 시험체 지지부(41) 후면에 시험체(2)를 위치시킨 다음, 시험체(2) 후면에 시험체 고정부(42)를 설치한다. 그리고 시험체 지지부(41)에 고정된 복수의 전산볼트(43)를 시험체 고정부(42)에 연결하고 너트로 고정하는 과정을 통하여 시험체(2)를 시험챔버(40)에 고정한다.
상기 시험체 지지부(41) 및 시험체 고정부(42)는 판 형상으로 크기나 두께를 다르게 복수 개 구비하여 시험체(2)의 크기 또는 두께에 따라 선택하도록 구성할 수 있다. 시험체 지지부(41)와 시험체 고정부(42) 사이에는 비정형의 시험체도 설치 가능하다.
상기 시험체 지지부(41)와 시험체 고정부(42)는 각각 중앙에 비상체(1)가 통과하는 관통공(411, 421)이 형성되며, 전산볼트(43)가 통과되는 볼트결합공을 상호 대응되는 위치에 미리 형성함이 바람직하다.
상기 시험체 고정부(42) 후면에는 중앙에 비상체(1)가 통과하는 관통공(441)이 형성된 보호판(44)을 추가로 설치할 수 있다.
상기 보호판(44)은 비상체(1)가 시험체(2)와 충돌한 후 튕겨져 나와 시험챔버(40) 전방에 위치한 센서 등을 훼손하는 것을 방지한다. 따라서 보호판(44) 중앙의 관통공(441)의 크기는 시험체 지지부(41)나 시험체 고정부(42)에 형성된 관통공(411, 421)의 크기보다 작게 구성하도록 한다.
아울러 도 12에서와 같이, 상기 시험챔버(40)는 일면에 개폐 가능한 개폐부(46)가 형성될 수 있다.
시험챔버(40) 내에는 비상체(1)가 시험체(2)와 충돌하면서 파편이 비산될 수 있으므로 밀폐시킴이 바람직하나, 시험체(2)의 설치 또는 해체나 비상체(1)의 수거를 위하여 일면에 개폐부(46)를 위치시킬 수 있다.
상기 시험챔버(40)의 어느 일면 또는 개폐부(46) 중앙에는 투시 가능한 강화 유리 또는 강화 플라스틱 등을 설치하여 내부의 시험 진행 상황을 쉽게 관찰하도록 구성할 수 있다.
본 발명의 내충격성 시험장치는 비상체가 고정부에 의하여 캐리어 내에 가압 고정되기 때문에 캐리어나 발사관의 교체없이 다양한 크기나 형상의 비상체에 대한 내충격 성능을 평가할 수 있고, 액화질소 대신 에어컴프레셔를 이용하므로 장비의 소형화가 가능하여 종래 대규모, 고비용, 복잡한 구성의 시험 장치를 대폭 개선할 수 있다는 점에서 산업상 이용 가능성이 있다.

Claims (10)

  1. 비상체(1)가 장착된 캐리어(10) 후단을 가력하기 위한 발사부(20);
    상기 발사부(20) 전방에 결합되는 것으로 캐리어(10)가 발사되는 발사관(30); 및
    상기 발사관(30) 전방에 결합되는 것으로 내부에 시험체(2)가 고정되는 시험챔버(40); 로 구성되되,
    상기 캐리어(10)는 양단이 개방된 원통형의 하우징(11), 상기 하우징(11) 내주면에 복수 개가 결합되어 하우징(11) 중앙의 비상체(1)를 가압 고정하는 고정부(12) 및 상기 하우징(11)의 후단을 폐쇄하는 가력부(13)로 구성되는 것을 특징으로 하는 내충격성 시험장치.
  2. 제1항에서,
    상기 고정부(12)는 비상체(1)를 가압하는 클램프 플레이트(121) 및 상기 클램프 플레이트(121)와 하우징(11) 내주면 사이에 구비되어 클램프 플레이트(121)를 탄성 지지하는 탄성부재(122)로 구성되는 것을 특징으로 하는 내충격성 시험장치.
  3. 제2항에서,
    상기 탄성부재(122)는 판스프링인 것을 특징으로 하는 내충격성 시험장치.
  4. 제1항에서,
    상기 가력부(13)의 후방은 오목부(131)가 형성되는 것을 특징으로 하는 내충격성 시험장치.
  5. 제1항에서,
    상기 발사부(20)는 공기압에 의해 캐리어(10)를 가력하는 것으로, 에어컴프레서(21), 상기 에어컴프레서(21)에서 압축된 공기를 저장하는 에어탱크(22) 및 상기 에어탱크(22)와 발사관(30) 사이에 구비되어 에어탱크(22)에 저장된 고압공기를 선택적으로 토출하는 솔레노이드 밸브(23)로 구성되는 것을 특징으로 하는 내충격성 시험장치.
  6. 제5항에서,
    상기 발사관(30)의 일측에는 발사관(30) 내 고압공기를 배출하는 배기밸브(31)가 구비되는 것을 특징으로 하는 내충격성 시험장치.
  7. 제5항에서,
    상기 발사관(30)의 전방에는 중앙에 비상체(1)가 통과하는 관통공(51)이 형성된 것으로 캐리어(10)의 이동을 제한하는 캐리어 블록킹(50)이 결합되는 것을 특징으로 하는 내충격성 시험장치.
  8. 제7항에서,
    상기 캐리어 블록킹(50)은 일측에 외주면에 나사산이 형성된 결합관(52)이 구비되어, 상기 결합관(52)이 발사관(30) 전방 내주면에 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 내충격성 시험장치.
  9. 제1항에서,
    상기 발사관(30)의 발사부(20) 전방 및 시험챔버(40) 후방 일측면에는 각각 캐리어 탑재부(32) 및 캐리어 회수부(33)가 개폐 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 내충격성 시험장치.
  10. 제9항에서,
    상기 캐리어 탑재부(32) 및 캐리어 회수부(33)는 발사관(30) 일측에 형성된 개구부(321, 331) 및 상기 개구부(321, 331)를 폐쇄하는 덮개부재(322, 332)로 구성되는 것을 특징으로 하는 내충격성 시험장치.
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