KR101494797B1 - Direct Tensile Tester and Method for Testing Using the Same - Google Patents

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KR101494797B1
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최지영
엄병식
윤태영
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한국건설기술연구원
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Abstract

The present invention relates to a direct tension tester capable of accurately conducting quality evaluation such as tensile strength and fatigue life by being able to induce destruction at a central portion of a test piece when testing tension of fiber-reinforced composite material with respect to the test piece, and which repetitively applies a tensile load and a compression load with respect to the test piece to be capable of dynamic fatigue evaluation; and a method for testing direct tension using the same. According to the present invention, the direct tension tester includes two upper fixing plates respectively attached to upper portions of both side surfaces of a rectangular test piece by glue, and having a coupling portion protruding from the outside; two lower fixing plates attached to lower portions of the both side surfaces of the test piece, and having coupling portion protruding from the outside; an upper jig having coupling grooves for accommodating the coupling portions of the upper fixing plates on the inner portion of both side surfaces; and a lower jig having coupling grooves for accommodating the coupling portions of the lower fixing plates on the inner portion of both side surfaces, wherein the upper jig and the lower jig are spaced from each other with a predetermined interval while facing each other from the central portion of the test piece, and the upper jig and the lower jig apply tensile force to the test piece while relatively moving in a direction of moving away from each other by an actuator.

Description

직접 인장 시험기 및 이를 이용한 직접 인장 시험 방법{Direct Tensile Tester and Method for Testing Using the Same}Technical Field [0001] The present invention relates to a direct tensile tester and a direct tensile test method using the same,

본 발명은 직접 인장 시험기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아스팔트 복합재료 또는 시멘트 복합재료 등으로 된 시편을 양측에서 고정하고 당겨서 시편에 인장력을 가하여 시편의 인장 강도 시험을 수행할 수 있도록 한 직접 인장 시험기 및 이를 이용한 직접 인장 시험 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a direct tensile tester, and more particularly, to a direct tensile tester capable of performing a tensile strength test of a specimen by applying a tensile force to a specimen by fixing and pulling a specimen made of an asphalt composite material or a cement composite material on both sides And a direct tensile test method using the same.

일반적으로 아스팔트 복합재료 또는 시멘트 복합재료 등의 시험시편에 대한 인장강도를 측정하는 방법은 직접인장시험 방법과 간접인장시험 방법이 있다. Generally, there are direct tensile test methods and indirect tensile test methods to measure tensile strength of test specimens such as asphalt composites or cement composites.

직접인장시험은 실린더 형태의 시험시편의 윗면과 밑면에 에폭시를 사용하여 시편을 시험기에 부착하고 양 측으로 당겨서 인장강도를 측정하는 시험 방식으로, 매우 신뢰성있는 인장 강도에 대한 정보를 제공하지만 시험이 불편하고 시간과 비용이 많이 소요되는 단점이 있다. The direct tensile test is a test method in which a specimen is attached to a test machine by using an epoxy on the top and bottom surfaces of a cylindrical test specimen and pulled to both sides to measure the tensile strength. It provides information on highly reliable tensile strength, And it takes a lot of time and money.

간접인장시험은 실린더 형태의 시험시편의 측면에 압축 하중력을 가했을 때 하중 축에 대하여 일정한 인장응력이 발생하게 되며 이 때의 인장강도를 측정하는 방식으로, 직접인장시험을 하는 경우 보다 응력장 범위 내에 결함을 포함할 확률이 적어지므로 직접인장 시험에 비하여 약간 과장된 값이 나오게 되지만 매우 신뢰성 있는 결과를 나타내는 장점이 있다.In the indirect tensile test, a tensile stress is generated with respect to the load axis when compressive loading force is applied to the side of the cylindrical test specimen. The tensile strength is measured by this method. Since there is less probability of including defects, a slightly exaggerated value is obtained compared to direct tensile test, but there is an advantage of showing very reliable results.

한편 아스팔트 복합재료에 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지 등으로 된 섬유를 배합하여 아스팔트 바인더의 골재와의 부착 강도를 향상시키고, 골재 간 맞물림 효과를 동시에 개선할 수 있는 섬유 보강 아스팔트 복합재료가 개발되고 있다. On the other hand, a fiber-reinforced asphalt composite material capable of improving the adhesion strength of the asphalt binder to the aggregate and simultaneously improving the intermeshing effect of the aggregate has been developed by blending fibers made of polypropylene or polyethylene terephthalate resin into the asphalt composite material .

그러나, 간접인장시험의 경우 가해진 하중-변위 곡선에서 최대 하중으로 간접인장강도를 계산하며, 최대하중 이후 나타나는 에너지 변동성은 고려하지 않기 때문에 섬유의 함량과 섬유의 길이에 따른 인장-연화(tension-softening) 곡선을 이용하여 섬유보강 복합재료의 물리적 특성을 측정할 수 없는 문제가 있다. However, in the case of the indirect tensile test, the indirect tensile strength is calculated from the applied load-displacement curve to the maximum load, and since the energy variation after the maximum load is not considered, the tension-softening ) Curves can not be used to measure the physical properties of fiber-reinforced composite materials.

또한 종래의 직접인장 시험 방법으로 섬유 보강 아스팔트 복합재료, 또는 섬유 보강 시멘트 복합재료를 시험할 경우 균열의 위치가 실린더 시편 전체에 걸쳐 나타나기 때문에 역시 섬유 보강 복합재료의 효과를 제대로 평가할 수 없는 문제가 있다. Also, when the fiber-reinforced asphalt composite material or the fiber-reinforced cement composite material is tested by the conventional direct tensile test method, the crack position is present throughout the entire cylinder specimen, so that the effect of the fiber-reinforced composite material can not be properly evaluated .

한국 등록특허 제10-0246208호Korea Patent No. 10-0246208 한국 등록특허 제10-0999081호Korean Patent No. 10-0999081 한국 등록실용신안 제20-0431985호Korean Registered Utility Model No. 20-0431985

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 아스팔트 복합재료 또는 시멘트 복합재료, 특히 섬유가 보강된 섬유 보강 복합재료의 시편에 대한 인장 시험 시 시편의 중앙부에서 파괴가 유도될 수 있도록 하여 인장 강도와 피로 수명 등의 성능 평가가 정확하게 이루어질 수 있으며, 시편에 대한 인장 및 압축 하중을 반복적으로 가하여 동적 피로도 평가도 가능한 직접 인장 시험기 및 이를 이용한 직접 인장 시험 방법을 제공함에 있다. It is an object of the present invention to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide an asphalt composite material or a cement composite material, particularly a fiber reinforced composite material reinforced with fibers, The present invention provides a direct tensile tester capable of evaluating tensile strength and fatigue life accurately by repeatedly applying tensile and compressive loads to a specimen and also capable of evaluating dynamic fatigue and a direct tensile test method using the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 직접 인장 시험기는, 직육면체 형태의 시편의 양 측면 상부에 접착제에 의해 부착되며, 결합부가 외측으로 돌출되게 형성되어 있는 2개의 상부 고정판과; 상기 시편의 양 측면 하부에 접착제에 의해 부착되며, 결합부가 외측으로 돌출되게 형성되어 있는 2개의 하부 고정판과; 양 측면 내측에 상기 상부 고정판의 결합부가 삽입되는 결합홈이 형성된 상부 지그와; 양 측면 내측에 상기 하부 고정판의 결합부가 삽입되는 결합홈이 형성된 하부 지그를 포함하며; 상기 상부 지그와 하부 지그는 시편의 중앙부에서 서로 마주보며 일정 거리 이격되게 배치되고, 상부 지그와 하부 지그는 구동기에 의해 서로 멀어지는 방향으로 상대 이동하면서 시편에 인장력을 가하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a direct tensile tester of the present invention comprises two upper fixing plates attached to upper portions of both sides of a rectangular parallelepiped type specimen by an adhesive, and a coupling portion protruding outward; Two lower fixing plates attached to the lower portions of both sides of the specimen by an adhesive, the coupling portions being formed to protrude outward; An upper jig having an engaging groove into which the engaging portion of the upper fixing plate is inserted; And a lower jig having an engaging groove into which the engaging portion of the lower fixing plate is inserted, The upper jig and the lower jig are disposed to face each other at a central portion of the specimen and spaced apart from each other by a predetermined distance, and the upper jig and the lower jig apply tensile force to the specimen while moving relative to each other in a direction away from each other.

또한 본 발명의 직접 인장 시험기를 이용한 직접 인장 시험 방법은, (a) 직육면체 형태의 시편의 양 측면부에 접착제를 도포하는 단계와; (b) 상기 시편의 양 측면에 상부 고정판과 하부 고정판을 각각 부착시키고, 상기 상부 고정판 및 하부 고정판을 각각 상부 지그 및 하부 지그에 삽입하여 설치하는 단계와; (c) 상기 상부 지그 또는 하부 지그를 구동기를 이용하여 서로에 대해 멀어지는 방향 또는 가까워지는 방향으로 이동시켜 시편에 인장력 또는 압력축을 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. Further, the direct tensile test method using the direct tensile tester of the present invention comprises: (a) applying an adhesive to both side portions of a rectangular parallelepiped-shaped specimen; (b) attaching an upper fixing plate and a lower fixing plate to both sides of the specimen, inserting the upper fixing plate and the lower fixing plate into the upper and lower jigs, respectively; (c) moving the upper jig or the lower jig in a direction away from or in a direction away from each other using a driver to apply tensile force or pressure axis to the specimen.

본 발명에 따르면, 시편의 양 측면에 상,하부 고정판을 접착제를 이용하여 부착하되, 시편의 중간부를 제외한 상부 및 하부 영역에만 접착제를 도포하여 고정하고, 이 상태에서 시편에 인장력을 가함으로써 시편의 중앙부에서 균열을 유도할 수 있다. 따라서 원하는 인장 특성에 대한 정확한 결과를 얻을 수 있게 되므로 시편의 인강 강도와 피로 수명에 대한 성능을 정확하게 분석할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, the upper and lower fixing plates are attached to both sides of the specimen using an adhesive, and only the upper and lower regions except for the middle portion of the specimen are coated with an adhesive and fixed. By applying a tensile force to the specimen in this state, A crack can be induced at the center portion. Therefore, it is possible to obtain accurate results on the desired tensile properties, so that it is possible to accurately analyze the performance on the tensile strength and fatigue life of the specimen.

또한 본 발명의 직접 인장 시험기는 구동기의 구성 및 작동을 변경하여 상부 지그 및/또는 하부 지그의 이동 방향을 변경하여 시편에 압축 응력 또는 변형을 가하여 직접 인장 시험외에 동적피로시험 등도 수행할 수 있는 이점이 있다. Further, the direct tensile tester according to the present invention can change the moving direction of the upper jig and / or the lower jig by changing the configuration and operation of the actuator so as to apply compressive stress or deformation to the specimen, .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직접 인장 시험기를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 직접 인장 시험기의 정면도이다.
도 3은 도 1의 직접 인장 시험기에서 시편을 제거한 상태의 사시도이다.
도 4는 도 1의 직접 인장 시험기의 시편과 상,하부 고정판을 분리하여 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 직접 인장 시험기에 구성되는 시편장착모듈의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5의 시편장착모듈의 평면도이다.
도 7은 도 5의 시편장착모듈의 정면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 직접 인장 시험기를 이용하여 인장 시험이 수행된 결과를 나타낸 사진이다.
도 9는 본 발명에 따른 직접 인장 시험기를 이용하여 인장 시험을 수행한 결과로서, 복합재료 시편에 혼입된 보강섬유의 함량 및 크기에 따라 인장-연화 곡선의 형상이 변화를 나타낸 그래프이다. 1 is a perspective view showing a direct tensile testing machine according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a front view of the direct tensile testing machine of Figure 1;
3 is a perspective view of the specimen removed from the direct tensile testing machine of FIG.
Fig. 4 is an exploded perspective view showing the specimen of the direct tensile testing machine of Fig. 1 and the upper and lower fixing plates separated from each other.
5 is a perspective view illustrating one embodiment of a specimen mounting module formed in a direct tensile testing machine according to the present invention.
Figure 6 is a top view of the specimen mounting module of Figure 5;
7 is a front view of the specimen mounting module of Fig.
8 is a photograph showing a result of performing a tensile test using a direct tensile tester according to the present invention.
9 is a graph showing tensile-softening curve shape changes according to the content and size of the reinforcing fibers incorporated in the composite material sample as a result of tensile test using the direct tensile tester according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 직접 인장 시험기 및 이를 이용한 직접 인장 시험 방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of a direct tensile tester and a direct tensile test method using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 직접 인장 시험기는, 시편(1)의 양 측면 상부 및 하부에 각각 부착되는 상부 고정판(10) 및 하부 고정판(20)과, 상기 상부 고정판(10)과 하부 고정판(20)이 각각 고정되는 상부 지그(30) 및 하부 지그(40), 상기 상부 지그(30) 또는 하부 지그(40)를 서로에 대해 멀어지는 방향으로 이동시키는 구동기(미도시) 및, 상기 상부 지그(30)와 하부 지그(40)에 설치되어 인장 강도를 측정하는 토크미터(torque meter)(미도시)를 포함한다. 1 to 4, the direct tensile tester according to an embodiment of the present invention includes an upper fixing plate 10 and a lower fixing plate 20 respectively attached to upper and lower sides of a specimen 1, An upper jig 30 and a lower jig 40 to which the upper fixing plate 10 and the lower fixing plate 20 are fixed respectively and a driver 40 for moving the upper jig 30 or the lower jig 40 in directions away from each other, And a torque meter (not shown) installed on the upper jig 30 and the lower jig 40 to measure tensile strength.

상기 상부 고정판(10)과 하부 고정판(20)은 각각 사각형의 평판 형태를 가지며, 외측면에는 상부 지그(30)와의 결합을 위한 적어도 1개 이상의 결합부(11, 21)가 돌출되게 형성된 구조를 갖는다. 그리고, 상부 고정판(10)과 하부 고정판(20)의 내측면에는 시편(1)과의 결합력을 증대시키고 인장 시험 과정에서 미끄러짐을 방지하기 위하여 수평한 띠 형태로 된 복수개의 요철(12, 22)이 상하방향으로 배열되어 있다. 상기 상부 고정판(10)과 하부 고정판(20)은 시편(1)에 부착되었을 때 시편(1)의 중앙부에서 거의 연접하게 배치된다. The upper and lower fixing plates 10 and 20 have a rectangular flat plate shape and at least one engaging portion 11 and 21 for engaging with the upper jig 30 are protruded from the outer side surface . The inner surface of the upper fixing plate 10 and the lower fixing plate 20 are provided with a plurality of horizontal irregularities 12 and 22 in order to increase the coupling force with the test piece 1 and prevent slippage during the tensile test. Are arranged in the vertical direction. The upper fixing plate 10 and the lower fixing plate 20 are arranged substantially at the center of the specimen 1 when they are attached to the specimen 1.

상기 상부 고정판(10)과 하부 고정판(20)은 시편(1)의 양 측면 상부 및 하부에 고강도의 접착제(50)에 의해 부착된다. 여기서, 상기 접착제(50)는 시편(1)의 양 측면에 전체에 도포되지 않고 시편(1)의 상부와 하부에만 도포되어 시편(1)의 중간 부분에 접착제(50)가 도포되지 않는 영역, 즉 상부 고정판(10)과 하부 고정판(20)에 접합되지 않는 영역이 존재하게 된다. 다시 말해서, 상기 시편(1)의 양 측면에는 시편(1)의 상단부에서 하측으로 일정 거리만큼, 그리고 시편(1)의 하단부에서 상측으로 일정 거리만큼 접착제(50)가 도포되어, 시편(1)의 양 측면 중간 부분과 상기 상부 고정판(10)의 하부 사이 및, 시편(1)의 양 측면 중간 부분과 하부 고정판(20)의 상부 사이 각각에 접착제가 도포되지 않은 영역이 형성된다. The upper fixing plate 10 and the lower fixing plate 20 are attached to both upper and lower sides of the test piece 1 with a high strength adhesive 50. Here, the adhesive 50 is applied only to both the upper and lower portions of the test piece 1 without being applied to both sides of the test piece 1, so that an area where the adhesive 50 is not applied to the middle portion of the test piece 1, That is, an area that is not bonded to the upper and lower fixing plates 10 and 20 exists. In other words, the adhesive 50 is applied to both sides of the specimen 1 by a certain distance from the upper end of the specimen 1 to the lower side and to the upper side from the lower end of the specimen 1, A region where an adhesive is not applied is formed between the intermediate portion of both side surfaces of the lower fixing plate 20 and the lower portion of the upper fixing plate 10 and between the middle portion of both sides of the specimen 1 and the upper portion of the lower fixing plate 20.

이와 같이 시편(1)의 중간 부분에 접착제(50)가 도포되지 않아 상부 고정판(10)과 하부 고정판(20)에 접합되지 않은 영역을 두면, 인장 시험에 의해 시편(1)이 당겨질 때 시편(1)의 중앙부에서 균열이 유도되어 원하는 변형 특성 시험 결과를 얻을 수 있다. When the adhesive 50 is not applied to the intermediate portion of the specimen 1 and the region not bonded to the upper and lower fixing plates 10 and 20 is set as described above, when the specimen 1 is pulled by the tensile test, 1) is induced at the center of the crack, and the desired deformation characteristics test result can be obtained.

상기 접착제(50)가 도포되는 영역은 시편(1)의 종류와 시험 특성에 따라 달라질 수 있지만, 시편(1)의 양 측면의 상단부에서부터 하측으로 시편(1)의 전체 길이의 1/3 지점까지, 그리고 하단부에서부터 상측으로 시편(1) 전체 길이의 1/3 지점까지 도포되는 것이 바람직하다. The area to which the adhesive 50 is applied may vary depending on the type of the test piece 1 and the test characteristics. However, from the upper end to the lower end of both sides of the test piece 1, , And from the lower end to the upper side, to a point 1/3 of the entire length of the specimen 1.

상기 상부 지그(30)는 전방면과 후방면이 개방된 역 'U'자 형태의 블록으로 이루어진다. 상기 상부 지그(30)의 양쪽 내측면에는 상기 상부 고정판(10)의 결합부(11)와 대응하는 형상으로 되어 상기 결합부(11)가 삽입되어 결합되는 결합홈(35)이 형성되어 있다. 이 실시예에서 상기 상부 지그(30)는 상면부(31)와, 상기 상면부(31)의 양측 단부 각각에 측방향으로 이동가능하게 설치되며 내측면에는 상기 결합홈(35)이 형성되어 있는 2개의 측면부(32)를 포함한다. 상기 측면부(32)에는 나사구멍(33)이 형성되어 있다. 이와 같이 상부 지그(30)의 측면부(32)가 상면부(31)에 대해 측방향으로 이동 가능하게 구성되면 시편(1)의 크기에 따라 상부 지그(30)의 측면부(32) 사이의 거리를 가변시켜 시편(1)을 고정할 수 있게 된다. The upper jig 30 is formed of a reverse U-shaped block having a front side and a rear side opened. The upper jig 30 has an inner side surface formed with an engaging groove 35 having a shape corresponding to the engaging portion 11 of the upper fixing plate 10 and engaged with the engaging portion 11. In this embodiment, the upper jig 30 is provided so as to be movable in the lateral direction on the upper surface portion 31 and on both side ends of the upper surface portion 31, and the coupling groove 35 is formed on the inner side surface And includes two side portions 32. A screw hole 33 is formed in the side portion 32. If the side surface portion 32 of the upper jig 30 is configured to be movable in the lateral direction with respect to the upper surface portion 31, the distance between the side surface portions 32 of the upper jig 30, So that the specimen 1 can be fixed.

상기 하부 지그(40)는 상부 지그(30)와 대칭되는 구조를 갖는다. 즉, 상기 하부 지그(40)는 'U'자 형태의 블록으로 이루어지며, 양쪽 내측면에는 상기 하부 고정판(20)의 결합부(21)와 대응하는 형상으로 되어 상기 결합부(21)가 삽입되어 결합되는 결합홈(45)이 형성된 구조로 되어 있다. 이 실시예에서 상기 하부 지그(40)는 하면부(41)와, 상기 하면부(41)의 양측 단부 각각에 측방향으로 이동가능하게 설치되며 내측면에는 상기 결합홈(45)이 형성되어 있는 2개의 측면부(42)를 포함한 구성으로 이루어지며, 상기 측면부(42)에 나사구멍(43)이 형성되어 있다. The lower jig (40) has a structure symmetrical with the upper jig (30). That is, the lower jig 40 is formed of a U-shaped block, and on both inner side surfaces thereof, a shape corresponding to the engaging portion 21 of the lower fixing plate 20, So that the engaging groove 45 is formed. In this embodiment, the lower jig 40 is provided so as to be movable laterally at both side ends of the lower surface portion 41 and the lower surface portion 41, and the coupling groove 45 is formed at the inner side surface thereof And two side portions 42. The side portions 42 have screw holes 43 formed therein.

상기 상부 지그(30)와 하부 지그(40)는 시편(1)의 중앙부에서 서로 마주보며 일정 거리 이격되게 배치된다. The upper jig 30 and the lower jig 40 are disposed to face each other at a central portion of the specimen 1 and spaced apart from each other by a predetermined distance.

도면에 도시하지는 않았지만, 상기 상부 지그(30)와 하부 지그(40)는 구동기(미도시)에 의해 서로 멀어지는 방향으로 상대 이동하면서 시편(1)에 인장력을 가하게 된다. Although not shown, the upper jig 30 and the lower jig 40 are moved relative to each other by a driver (not shown) while applying a tensile force to the specimen 1.

한편, 본 발명의 직접 인장 시험기는 시편(1)의 크기에 따라 상부 지그(30)와 하부 지그(40)의 폭을 가변시켜 시편(1)을 고정할 수 있도록 시편장착모듈(60)을 더 포함할 수 있다. The direct tensile tester according to the present invention further includes a specimen mounting module 60 for varying the width of the upper jig 30 and the lower jig 40 according to the size of the specimen 1, .

도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 시편장착모듈(60)은, 상기 상부 지그(30) 및 하부 지그(40)가 눕혀져서 일정 거리 이격되게 놓여지는 베이스블록(61)과, 상기 베이스블록(61)의 양측 단부 각각에 서로 마주보게 설치되는 4개의 고정블록(62)과, 상기 각각의 고정블록(62)에 고정블록(62)의 내외측으로 이동하도록 설치되며 끝단부가 상기 상부 지그(30) 및 하부 지그(40)의 각각의 측면부(32, 42)에 형성된 나사구멍(33, 43)에 체결되어 상부 지그(30) 및 하부 지그(40)의 측면부(32, 42)를 베이스블록(61)에 대해 측방향으로 수평 이동시키는 조정부재(63)를 포함한다. 5 to 7, the specimen mounting module 60 includes a base block 61 on which the upper jig 30 and the lower jig 40 are laid down and spaced apart from each other by a predetermined distance, The fixing block 62 is provided to move inward and outward of the fixing block 62 and has an end fixed to the upper jig 30, 42 of the upper jig 30 and the lower jig 40 are screwed into the screw holes 33, 43 formed in the respective side portions 32, 42 of the lower jig 40 to connect the side portions 32, 42 of the upper jig 30 and the lower jig 40 to the base block 61 And the adjusting member 63 horizontally moves in the lateral direction with respect to the supporting member 63. [

물론, 이 실시예에서는 상부 지그(30)의 상면부(31)에 대해 측면부(32)가 이동 가능하게 구성되고, 하부 지그(40)의 하면부(41)에 대해 측면부(42)가 이동 가능하게 구성되었으나, 이와 다르게 상부 지그(30)의 양 측면부(32)와 하부 지그(40)의 양 측면부(42)만 시편장착모듈(60)에 장착하여 시편(1)을 부착시킨 다음, 시편(1)이 부착된 상부 지그(30)와 하부 지그(40)를 시편장착모듈(60)에서 분리하고, 상부 지그(30)의 측면부(32) 상단에 개별체로 제작된 상면부(31)를 고정되게 결합하고, 하부 지그(40)의 측면부(42) 하단부에 역시 개별체로 제작된 하면부(41)를 고정되게 결합시켜 상부 지그(30)와 하부 지그(40)를 완성할 수도 있을 것이다. In this embodiment, the side surface portion 32 is movable relative to the upper surface portion 31 of the upper jig 30, and the side surface portion 42 is movable relative to the lower surface portion 41 of the lower jig 40 Only the both side portions 32 of the upper jig 30 and both side portions 42 of the lower jig 40 are attached to the specimen mounting module 60 to attach the specimen 1 and then the specimen The upper jig 30 and the lower jig 40 attached to the upper jig 30 are separated from the specimen mounting module 60 and the upper surface portion 31 made in an individual body is fixed to the upper portion of the side portion 32 of the upper jig 30. [ And the lower jig 40 and the lower jig 40 may be completed by fixing the lower portion 41 formed at the lower end of the side portion 42 of the lower jig 40 in an individual manner.

상기와 같이 구성된 본 발명의 직접 인장 시험기를 이용하여 직접 인장 시험을 수행하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다. A method of performing a direct tensile test using the direct tensile tester of the present invention having the above-described structure will now be described.

먼저, 직육면체 형태로 시편(1)을 제작하여 시편(1)의 양 측면부에 접착제(50)를 도포한다. 상기 시편(1)은 예를 들어 아스팔트 바인더 내에 보강섬유가 혼입된 섬유 보강 복합재료일 수 있다. First, a test piece 1 is formed in a rectangular parallelepiped shape, and an adhesive 50 is applied to both side surfaces of the test piece 1. The specimen 1 may be, for example, a fiber-reinforced composite material incorporating reinforcing fibers in an asphalt binder.

전술한 것과 같이 시편(1)의 양 측면에 접착제(50)를 도포할 때, 시편(1)의 상단부에서 하측으로 일정 거리만큼, 그리고 시편(1)의 하단부에서 상측으로 일정 거리만큼만 접착제(50)를 도포하여, 시편(1)의 양 측면과 상기 상부 고정판(10)의 하부 사이 및 시편(1)의 양 측면과 하부 고정판(20)의 상부 사이 각각에 접착제(50)가 도포되지 않은 영역이 형성되도록 하여 인장 시험시 시편(1)의 중간 부분에서 변형이 집중되도록 한다. As described above, when the adhesive 50 is applied to both sides of the test piece 1, the adhesive 50 is applied only a certain distance downward from the upper end of the test piece 1 and a certain distance upward from the lower end portion of the test piece 1, (Not shown) is applied between both sides of the specimen 1 and the lower portion of the upper fixing plate 10 and between both sides of the specimen 1 and the upper portion of the lower fixing plate 20 So that deformation is concentrated in the middle portion of the specimen 1 during the tensile test.

이어서, 상기 상부 고정판(10)과 하부 고정판(20)을 각각 상부 지그(30) 및 하부 지그(40)에 삽입하여 설치한다. Subsequently, the upper fixing plate 10 and the lower fixing plate 20 are inserted into the upper jig 30 and the lower jig 40, respectively.

그리고, 상기 상부 지그(30) 및 하부 지그(40)를 상기 시편장착모듈(60)의 베이스블록(61) 상에 설치한다. 이 때 상기 상부 지그(30) 및 하부 지그(40)의 후단부가 베이스블록(61)과 접하도록 하며, 조정부재(63)의 각 끝단부를 상부 지그(30)와 하부 지그(40)의 측면부(32, 42)에 형성된 나사구멍(33, 43)에 체결한다. The upper jig 30 and the lower jig 40 are installed on the base block 61 of the specimen mounting module 60. The rear ends of the upper jig 30 and the lower jig 40 are brought into contact with the base block 61 and the respective ends of the adjusting member 63 are connected to the upper jig 30 and the side surfaces of the lower jig 40 32, and 42, respectively.

이어서, 상부 지그(30)와 하부 지그(40)에 각각 결합된 상부 고정판(10) 및 하부 고정판(20) 사이에 시편(1)을 재치하고, 조정부재(63)를 밀면 상부 지그(30)의 측면부(32)와 하부 지그(40)의 측면부(42)가 시편(1) 쪽으로 슬라이딩하여 상부 고정판(10) 및 하부 고정판(20)의 내측면이 시편(1)의 양측면에 밀착되면서 가압되고, 접착제(50)에 의해 상부 고정판(10)과 하부 고정판(20)이 시편(1)과 접합된다. The test piece 1 is placed between the upper and lower fixing plates 10 and 20 respectively coupled to the upper and lower jigs 30 and 40. When the adjusting member 63 is pushed, The side surface portion 32 of the upper jig 40 and the side surface portion 42 of the lower jig 40 slide toward the specimen 1 and the inner surface of the upper fixing plate 10 and the lower fixing plate 20 are pressed against the both side surfaces of the specimen 1 , The upper fixing plate 10 and the lower fixing plate 20 are bonded to the specimen 1 by the adhesive 50.

이어서 조정부재(63)를 반대로 회전시켜 고정 상태를 해제한 다음, 상부 지그(30)와 하부 지그(40)를 시편장착모듈(60)에서 분리하면, 상부 지그(30) 및 하부 지그(40)와 함께 상부 고정판(10), 하부 고정판(20), 시편(1)이 함께 고정된 상태로 분리된다. The upper jig 30 and the lower jig 40 are separated from the specimen mounting module 60 so that the upper jig 30 and the lower jig 40 are separated from each other, The upper fixing plate 10, the lower fixing plate 20, and the test piece 1 are fixed together.

그리고 상부 지그(30) 및 하부 지그(40)를 시험장비에 장착하고, 상부 지그(30)와 하부 지그(40)의 측면에 토크미터와 같은 변형율계를 장착한 다음, 상부 지그(30)와 하부 지그(40)의 앞뒤에 균열 게이지를 장착한다. 이어서, 구동기(미도시)를 동작시켜 상부 지그(30)를 하부 지그(40)에 대해 상측으로 이동시키거나, 또는 하부 지그(40)를 상부 지그(30)에 대해 하측으로 이동시켜 상기 상부 지그(30)와 하부 지그(40)를 서로에 대해 멀어지는 방향으로 이동시키면, 시편(1)에 인장력이 가해지게 된다. The upper jig 30 and the lower jig 40 are attached to the test equipment and a strain meter such as a torque meter is attached to the side surfaces of the upper jig 30 and the lower jig 40, A crack gauge is mounted on the front and back of the lower jig (40). Subsequently, the upper jig 30 is moved upward with respect to the lower jig 40 by operating a driver (not shown), or the lower jig 40 is moved downward with respect to the upper jig 30, (30) and the lower jig (40) are moved away from each other, tensile force is applied to the test piece (1).

이 때, 시편(1)의 양 측면 중앙부는 접착제(50)가 도포되지 않아 상부 고정판(10) 및 하부 고정판(20)에 의해 접합되지 않은 상태로, 이 지점의 응력은 축방향 인장 하중의 직각방향의 응력이 최소화되는 지점으로, 이 지점의 응력은 균일한 연직 하중만 시편(1)에 유도됨으로서 시편(1)의 중앙부에서 일관성 있는 파괴면을 유도할 수 있고, 균일 조건 하에서의 인장강도 계산이 가능한 이점을 제공한다. At this time, the center portion of both side surfaces of the specimen 1 is not bonded by the upper fixing plate 10 and the lower fixing plate 20 because the adhesive 50 is not applied, and the stress at this point is the right angle of the axial tensile load The stress at this point is induced to the specimen 1 by only a uniform vertical load, so that a consistent fracture surface can be induced at the center of the specimen 1, and the tensile strength calculation under uniform conditions It provides a possible advantage.

이러한 직접 인장 시험에 있어서 시편(1)의 중앙부에서 변형을 유도하는 것은 특히 섬유 보강 복합재료로 된 시편(1)을 시험하는데 있어서 매우 중요하다. 섬유 보강 복합재료의 경우 균열이 발생할 때 섬유가 복합재료 내에서 이탈하는 과정을 파악하는 것이 매우 중요한데, 만일 시편(1)의 중앙부에서만 균열이 일관되게 발생하지 않고 전체에 걸쳐 균열이 발생하게 되면 정확한 변형 특성을 측정할 수 없게 된다. In this direct tensile test, inducing deformation at the center of specimen (1) is particularly important in testing specimen (1) made of fiber-reinforced composite material. In case of fiber-reinforced composite material, it is very important to grasp the process in which the fiber departs from the composite material when the crack occurs. If cracks are not generated consistently only in the central portion of the specimen (1) The deformation characteristic can not be measured.

도 8은 본 발명에 따른 직접 인장 시험기를 이용하여 PET 보강섬유가 혼입된 아스팔트 복합재료 시편을 인장 시험한 결과를 나타낸 것으로, 시편의 중앙에서 균열이 발생하였고, 이 균열이 발생한 파단면에서 PET 보강섬유가 드러난 것을 볼 수 있다. 도 9의 그래프에 도시한 것과 같이 복합재료 시편(1)에 혼입된 보강섬유의 함량 및 크기에 따라 인장-연화 곡선의 형상이 변화하며, 이에 따라 최대의 파괴에너지를 갖는 혼합물별 섬유함량(Optimum Fiber Content) 및 섬유길이를 결정할 수 있으며, 일반 혼합물에 비한 피로수명 증대정도를 계량화 할 수 있다.FIG. 8 shows tensile test results of asphalt composite specimens incorporating PET reinforced fibers using a direct tensile tester according to the present invention. Cracks occurred at the center of the specimen, and PET reinforced The fibers can be seen. As shown in the graph of FIG. 9, the shape of the tensile-softening curve changes depending on the content and size of the reinforcing fibers incorporated in the composite material specimen 1, and thus the fiber content of each mixture having the maximum breaking energy (Optimum Fiber content) and fiber length can be determined, and the degree of increase in fatigue life compared to a general mixture can be quantified.

또한 본 발명의 직접 인장 시험기는 구동기(미도시)의 구성 및 작동을 변경하여 상부 지그(30) 및/또는 하부 지그(40)의 이동 방향을 변경하여 시편(1)에 압축 응력 또는 변형을 가하여 직접 인장 시험외에 동적피로시험 등도 수행할 수 있는 이점을 제공한다.Further, the direct tensile tester of the present invention may be modified by changing the configuration and operation of the actuator (not shown) to change the moving direction of the upper jig 30 and / or the lower jig 40 to apply compressive stress or deformation to the specimen 1 Dynamic fatigue tests as well as direct tensile tests can be performed.

전술한 것과 같이 본 발명에 따른 직접 인장 시험기는 시편(1)의 양 측면에 상,하부 고정판(20)을 접착제(50)를 이용하여 부착하되, 시편(1)의 중간부를 제외한 상부 및 하부 영역에만 접착제를 도포하여 고정하고, 이 상태에서 시편(1)에 인장력을 가함으로써 시편(1)의 중앙부에서 균열을 유도한다. 따라서 원하는 인장 특성에 대한 정확한 결과를 얻을 수 있게 되므로 시편(1)의 성능을 정확하게 분석할 수 있게 된다. As described above, the direct tensile tester according to the present invention is characterized in that upper and lower fixing plates 20 are attached to both sides of a test piece 1 with an adhesive 50, And a tensile force is applied to the test piece 1 in this state to induce a crack at the center of the test piece 1. [ Therefore, it is possible to obtain an accurate result on the desired tensile characteristics, so that the performance of the specimen 1 can be accurately analyzed.

또한 상부 지그(30) 및 하부 지그(40)의 측면부(32, 42)의 폭을 가변시킬 수 있게 구성하고, 상부 지그(30) 및 하부 지그(40)를 별도의 시편장착모듈(60)에 장착하여 측면부(32, 42)의 위치를 가변시키면서 시편(1)을 장착할 수 있다. 따라서 하나의 장비로 다양한 크기의 시편에 대한 인장 강도 측정 시험을 수행할 수 있다.
The upper jig 30 and the lower jig 40 may be configured to be capable of varying the width of the side portions 32 and 42 of the upper jig 30 and the lower jig 40, The specimen 1 can be mounted while the positions of the side portions 32 and 42 are changed. Therefore, it is possible to perform tensile strength measurement tests on specimens of various sizes with one equipment.

1 : 시편 10 : 상부 고정판
11 : 결합부 12 : 요철
20 : 하부 고정판 21 : 결합부
22 : 요철 30 : 상부 지그
31 : 상면부 32 : 측면부
33 : 나사구멍 35 : 결합홈
40 : 하부 지그 41 : 하면부
42 : 측면부 43 : 나사구멍
45 : 결합홈 50 : 접착제
60 : 시편장착모듈 61 : 베이스블록
62 : 고정블록 63 : 조정부재1: Specimen 10: Upper plate
11: engaging portion 12: concave / convex
20: lower fixing plate 21:
22: uneven 30: upper jig
31: upper surface portion 32:
33: screw hole 35: engaging groove
40: lower jig 41:
42: side portion 43: screw hole
45: engaging groove 50: adhesive
60: Specimen mounting module 61: Base block
62: fixed block 63: adjusting member

Claims (12)

직육면체 형태의 시편(1)의 양 측면 상부에 접착제에 의해 부착되며, 결합부(11)가 외측으로 돌출되게 형성되어 있는 2개의 상부 고정판(10)과;
상기 시편(1)의 양 측면 하부에 접착제에 의해 부착되며, 결합부(21)가 외측으로 돌출되게 형성되어 있는 2개의 하부 고정판(20)과;
상면부(31)와, 상기 상면부(31)의 양측 단부 각각에 측방향으로 이동가능하게 설치되며 내측면에는 상기 상부 고정판(10)의 결합부(11)가 삽입되는 결합홈(35)이 형성되어 있는 2개의 측면부(32)를 구비한 상부 지그(30)와;
하면부(41)와, 상기 하면부(41)의 양측 단부 각각에 측방향으로 이동가능하게 설치되며 내측면에는 상기 하부 고정판(20)의 결합부(21)가 삽입되는 결합홈(45)이 형성되어 있는 2개의 측면부(42)를 구비하는 하부 지그(40)를 포함하며;
상기 상부 지그(30)와 하부 지그(40)는 시편(1)의 중앙부에서 서로 마주보며 일정 거리 이격되게 배치되고, 상부 지그(30)와 하부 지그(40)는 구동기에 의해 서로 멀어지는 방향으로 상대 이동하면서 시편에 인장력을 가하는 것을 특징으로 하는 직접 인장 시험기.Two upper fixing plates 10 attached to upper portions of both sides of the rectangular parallelepiped type specimen 1 by an adhesive and having a coupling portion 11 protruded outward;
Two lower fixing plates 20 attached to lower portions of both sides of the specimen 1 by an adhesive and formed with protrusions of the coupling portions 21 outwardly;
The upper surface plate 31 and the upper surface plate 31 are provided at both side ends of the upper surface portion 31 so as to be movable in the lateral direction and an inner surface of the upper surface plate 31 has an engaging groove 35 into which the engaging portion 11 of the upper fixing plate 10 is inserted An upper jig 30 having two side portions 32 formed therein;
And a coupling groove 45 in which the coupling portion 21 of the lower fixing plate 20 is inserted is formed on the inner side of the coupling portion 41 And a lower jig (40) having two side portions (42) formed therein;
The upper jig 30 and the lower jig 40 are spaced apart from each other at a central portion of the test piece 1 so as to face each other and the upper jig 30 and the lower jig 40 are opposed to each other And a tensile force is applied to the specimen while moving. 제1항에 있어서, 상기 시편(1)의 양 측면에는 시편(1)의 상단부에서 하측으로 일정 거리만큼, 그리고 시편(1)의 하단부에서 상측으로 일정 거리만큼 접착제(50)가 도포되어, 시편(1)의 양 측면과 상기 상부 고정판(10)의 하부 사이 및, 시편(1)의 양 측면과 하부 고정판(20)의 상부 사이 각각에 접착제가 도포되지 않은 영역이 형성된 것을 특징으로 하는 직접 인장 시험기.The method according to claim 1, wherein an adhesive agent (50) is applied to both sides of the specimen (1) by a certain distance from the upper end of the specimen (1) to a lower side and a certain distance from the lower end of the specimen A region where no adhesive is applied is formed between both side surfaces of the test piece 1 and the lower portion of the upper fixing plate 10 and between both sides of the test piece 1 and the upper portion of the lower fixing plate 20. [ Tester. 제2항에 있어서, 상기 접착제(50)는 시편(1)의 양 측면의 상단부에서부터 하측으로 시편(1)의 전체 길이의 1/3 지점까지, 그리고 하단부에서부터 상측으로 시편(1) 전체 길이의 1/3 지점까지 도포되는 것을 특징으로 하는 직접 인장 시험기.3. The method according to claim 2, wherein the adhesive (50) is applied to the entire length of the specimen (1) from the upper end to the lower end of both sides of the specimen (1) Lt; RTI ID = 0.0 > 1/3. ≪ / RTI > 제1항에 있어서, 상기 상부 고정판(10)의 내측면과 하부 고정판(20)의 내측면에는 수평한 띠 형태로 된 복수개의 요철(12, 22)이 상하방향으로 배열된 것을 특징으로 하는 직접 인장 시험기.2. The apparatus according to claim 1, wherein a plurality of concave and convex portions (12, 22) in the form of horizontal strips are vertically arranged on the inner surface of the upper fixing plate (10) and the inner surface of the lower fixing plate Tensile testing machine. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 시편(1)의 폭에 대응하여 상기 상부 지그(30)의 측면부(32)와 하부 지그(40)의 측면부(42)의 위치를 가변시키면서 상부 지그(30) 및 하부 지그(40) 내측에 시편(1)을 설치하는 시편장착모듈(60)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직접 인장 시험기.The method as claimed in claim 1, wherein the position of the side portion (32) of the upper jig (30) and the side portion (42) of the lower jig (40) And a specimen mounting module (60) for mounting the specimen (1) inside the jig (40). 제6항에 있어서, 상기 시편장착모듈(60)은,
상기 상부 지그(30) 및 하부 지그(40)가 눕혀져서 일정 거리 이격되게 놓여지는 베이스블록(61)과; 상기 베이스블록(61)의 양측 단부 각각에 서로 마주보게 설치되는 4개의 고정블록(62)과; 상기 각각의 고정블록(62)에 고정블록(62)의 내외측으로 이동하도록 설치되며 끝단부가 상기 상부 지그(30) 및 하부 지그(40)의 각각의 측면부(32, 42)에 형성된 나사구멍(33, 43)에 체결되어 상부 지그(30) 및 하부 지그(40)의 측면부(32, 42)를 베이스블록(61)에 대해 측방향으로 수평 이동시키는 조정부재(63)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 직접 인장 시험기.7. The method of claim 6, wherein the specimen mounting module (60)
A base block 61 on which the upper jig 30 and the lower jig 40 are laid down and spaced apart from each other by a predetermined distance; Four fixing blocks 62 provided at opposite ends of the base block 61 so as to face each other; The fixing block 62 is provided so as to move toward the inside and the outside of the fixing block 62 and has a screw hole 33 formed at each side portion 32, 42 of the upper jig 30 and the lower jig 40 And an adjustment member 63 fastened to the base block 61 and the side jigs 30 and 43 to fasten the side portions 32 and 42 of the upper jig 30 and the lower jig 40 horizontally to the base block 61. [ Direct tensile testing machine. 제1항 내지 제4항 및 제6항 내지 제7항 중 어느 한 항의 직접 인장 시험기를 이용한 직접 인장 시험 방법으로서,
(a) 직육면체 형태의 시편(1)의 양 측면부에 접착제를 도포하는 단계와;
(b) 상기 시편(1)의 양 측면에 상부 고정판(10)과 하부 고정판(20)을 각각 부착시키고, 상기 상부 고정판(10) 및 하부 고정판(20)을 각각 상부 지그(30) 및 하부 지그(40)에 삽입하여 설치하는 단계와;
(c) 상기 상부 지그(30) 또는 하부 지그(40)를 구동기를 이용하여 서로에 대해 멀어지는 방향 또는 가까워지는 방향으로 이동시켜 시편(1)에 인장력 또는 압력축을 가하는 단계를 포함하며;
상기 (b) 단계에서는 상부 고정판(10) 및 하부 고정판(20)이 각각 상부 지그(30) 및 하부 지그(40)에 삽입된 상태에서 상부 지그(30)의 양 측면부 및 하부 지그(40)의 양 측면부가 시편(1) 쪽으로 이동하여 상부 고정판(10) 및 하부 고정판(20)이 시편(1)의 양 측면과 접합되는 것을 특징으로 하는 직접 인장 시험 방법.A direct tensile test method using the direct tensile tester of any one of claims 1 to 4 and 6 to 7,
(a) applying an adhesive to both sides of a rectangular parallelepiped-shaped specimen (1);
(b) An upper fixing plate 10 and a lower fixing plate 20 are attached to both sides of the specimen 1, and the upper fixing plate 10 and the lower fixing plate 20 are fixed to the upper and lower jigs 30, (40);
(c) moving the upper jig (30) or the lower jig (40) in a direction moving away from each other with a driver or applying a tensile force or a pressure axis to the specimen (1);
The upper fixing plate 10 and the lower fixing plate 20 are inserted into the upper and lower jigs 30 and 40 so that both sides of the upper and lower jigs 30 and 40 Wherein both side portions move toward the test piece (1) and the upper and lower holding plates (10, 20) are joined to both sides of the test piece (1). 제8항에 있어서, 상기 (a) 단계에서는 상기 시편(1)의 상단부에서 하측으로 일정 거리만큼, 그리고 시편(1)의 하단부에서 상측으로 일정 거리만큼 접착제(50)가 도포되어, 시편(1)의 양 측면과 상기 상부 고정판(10)의 하부 사이 및 시편(1)의 양 측면과 하부 고정판(20)의 상부 사이 각각에 접착제가 도포되지 않은 영역이 형성된 것을 특징으로 하는 직접 인장 시험 방법.The method according to claim 8, wherein in step (a), the adhesive agent (50) is applied a predetermined distance downward from the upper end of the specimen (1) and upward from the lower end of the specimen ) Between the both side surfaces of the upper fixing plate (10) and the lower side of the upper fixing plate (10), and between the upper surface of the lower fixing plate (20) and the opposite side of the test piece (1). 제9항에 있어서, 상기 접착제(50)는 시편(1)의 양 측면의 상단부에서부터 하측으로 시편(1)의 전체 길이의 1/3 지점까지, 그리고 하단부에서부터 상측으로 시편(1) 전체 길이의 1/3 지점까지 도포되는 것을 특징으로 하는 직접 인장 시험 방법.10. The method of claim 9, wherein the adhesive (50) is applied to the entire length of the specimen (1) from the upper end to the lower end of both sides of the specimen (1) Lt; RTI ID = 0.0 > 1/3. ≪ / RTI > 삭제delete 제8항에 있어서, 상기 시편(1)은 아스팔트 바인더 내에 보강섬유가 혼입된 섬유 보강 복합재료인 것을 특징으로 하는 직접 인장 시험 방법.The direct tensile test method according to claim 8, wherein the specimen (1) is a fiber-reinforced composite material in which reinforcing fibers are mixed in an asphalt binder.
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