KR102479641B1 - 시트 시편 제조 장치 - Google Patents

Abstract

상기 시트 시편 제조 장치는, 시트 시편(2)을 그 위에 배치하는 베이스(1), 및 상기 시트 시편(2) 내에 전단 크랙들 또는 날카로운 노치들을 커팅하는 커팅 펀치(3)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 커팅 펀치(3)는 경사진 하단(31) 및/또는 중앙 수직 홈(32)을 포함한다.
주기적 부하(cyclic loading)가 아닌 상기 시트를 직접 커팅하여 상기 크랙들이 형성되도록 하여, 상기 시트 시편 제조가 종래 장치들에 비해 시간이 단축된다.

Description

시트 시편 제조 장치

본 발명은 기계적 특성화들(mechanical characterizations)을 위하여 실험실 테스트(laboratory test)를 수행하는 시트 시편 제조 장치(device for preparing sheet specimens)에 관한 것이다.

다수의 어플리케이션들에서 그 사용 전에 시트 재료들의 기계적 특성들(mechanical properties)이 확보되어야 한다. 상기 수행된 테스트들을 통해 주어진 어플리케이션들에 대한 재료들을 선택하거나, 현재 산업 용도에 대한 특성들을 확인하거나, 또는 재료 개선들을 위한 특성들을 판단할 수 있다.

실제로, 이들 테스트들 중 일부는 다양한 부하들(different loads) 및 환경들 하에서 크랙 전파(crack propagation)에 대한 재료 저항(material resistance)을 측정하기 위해 상기 시편들 내에 크랙들(cracks)을 도입해야 한다.

시트 시편들을 제조하는 것으로 현재 알려진 장치의 경우, 일반적으로 주기적 부하들(cyclic loads)을 적용하여 크랙들이 도입된다. 이들 사전-크래킹 피로 테스트들(pre-cracking fatigue tests)은 많은 비용과 시간이 소요된다.

이러한 종류의 공지의 시트 시편 제조 장치는 시간이 많이 걸리고 값 비싼 실험실 장비를 사용하기 때문에 상기 제조 비용이 비싸다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은, 제조 시간이 단축되고 결과적으로 비용들이 절감되는, 시트 시편들 내에 크랙들을 도입하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기 획득된 크랙 시편은 피로 사전-크랙들(fatigue pre-cracks) 또는 기타 유형의 크랙들이 있는 시편의 거동을 밀접하게 재현한다.

본 발명에 따른 상기 장치를 이용하면, 상기 결점들을 해결할 수 있고, 아래에 설명되는 다른 이점들을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 시트 시편 제조 장치는 그 위에 시트 시편을 배치하는 베이스, 및 전단 크랙들(sheared cracks)이나 상기 시트 시편 내의 상기 커팅 영역의 단부에 크랙과 유사한 반경을 가지는 날카로운 노치들(sharp notches)을 생성하는 커팅 펀치를 포함한다.

바람직한 실시 예에 따르면, 상기 커팅 펀치는 경사진 하단 및 중앙 수직 홈을 포함한다.

더욱이, 상기 커팅 펀치는 상기 중앙 수직 홈에 의해 분할된 두 개의 커팅부들을 추가 포함하고, 각 커팅부는 상기 커팅 펀치의 수직 축에 대해 둔각을 형성한다.

상기 커팅 펀치의 이러한 구성은 상기 시편에 대해 수행되는 후속 테스트에 적합한 크랙들을 만들 수 있게 한다.

유리하게는, 상기 베이스는 상기 베이스 상의 상기 시트 시편의 정확한 위치를 보장하기 위해, 상기 시트 시편을 센터링하는 센터링 수단들을 포함한다.

바람직한 실시 예에 따르면, 상기 센터링 수단들은 상기 베이스에서 돌출된 핀들이 내부에 수용되는 다수의 홀들을 포함한다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 시트 시편 제조 장치는 상기 시트 시편을 유지하기 위해, 상기 시트 시편을 커팅하는 동안 상기 베이스에 대해 상기 시트 시편을 가압하는 가압-홀더 요소(press-holder element)를 포함한다.

상기 가압 요소는 바람직하게는 상기 커팅 펀치의 상기 중앙 수직 홈에 배치될 수 있다. 그러나, 상기 가압 요소는 상기 시트 시편을 가압하고 유지하는 임의의 적절한 위치에 배치될 수 있다.

상기 커팅 펀치 및 상기 가압 요소는 바람직하게는 가압 프레임 상에 장착된다.

이러한 특징에 의해, 상기 크랙들은 주기적 부하가 아닌 상기 시트를 직접 커팅하여 형성될 수 있으므로, 상기 시트 시편들의 제조는 종래 장치들에 비해 시간이 단축된다.

상기 설명을 더 잘 이해하고 예를 제공하는 유일한 목적을 위해, 실제 실시 예를 개략적으로 묘사하는 일부 비-제한적인 도면들이 포함된다.
도 1은 본 발명에 따른 시트 시편 제조 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 시트 시편 제조 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 시트 시편 제조 장치의 상기 커팅 펀치의 정면 입면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 시트 시편 제조 장치의 상기 커팅 펀치의 측 단면 입면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 시트 시편 제조 장치에서 상기 커팅 펀치와 상기 시트 시편 사이의 접촉 구역의 상세 입면도이다.

본 발명에 따른 시트 시편 제조 장치는 도 1에서 사시도로 볼 수 있다.

본 발명에 따른 상기 장치는, 후술하는 바와 같이, 시트 시편(sheet specimen)(2)이 배치되는 베이스(base)(1) 및 상기 시트 시편(2) 상에 작은 크랙들(little cracks)을 발생시키는 커팅 펀치(cutting punch)(3)를 포함한다.

상기 시트 시편(2)은 (가령, 강철(steel)로 제조될 수 있는 것처럼) 통상적이고(conventional), 그 형상(shape)은 상기한 도 1에서 볼 수 있다. 바람직하게는, 상기 시트 시편(2)은, 직사각형 형상(rectangular shape)을 가지는데, 예를 들어, 중앙 위치(centered position)에서, 상기 직사각형의 큰 변들의 반대쪽에 곡선 노치들(curved notches)이 제공된다. 이렇게 하면, 이들 곡선 노치들 사이의 구역(zone)에 상기 작은 크랙들이 생길 것이다.

상기 베이스(1)에 상기 시트 시편(2)을 정확하게 포지셔닝하고, 따라서 상기 작은 크랙들(little cracks)의 정확한 포지셔닝을 위하여, 상기 베이스(1)는 센터링 수단들(centering means)을 포함하며, 이는 도 2에서 더 자세히 볼 수 있다.

이들 센터링 수단들은 상기 베이스(1) 내에 배치되고(placed), 핀들(pins)(12)이 내부에 수용되는 다수의 홀들(holes)(11)을 포함한다. 이들 핀들(12)은 상기 베이스(1)에서 약간 돌출되어(protruding slightly) 있으므로, 이들 핀들(12)은 상기 시트 시편들(2)의 대응하는 관통 홀들(through holes)(21) 내부에도 수용된다(housed).

이들 센터링 수단들은 상기 베이스(1) 상의 원하는 위치에 상기 시트 시편(2)을 매우 간단하고 정확하게 포지셔닝할 수 있다.

상기 커팅 펀치(3)의 구성은 도 3 및 도 4에서 더 명확하게 볼 수 있다.

상기 커팅 펀치(3)는 경사진 하단부(beveled lower end)를 포함하고, 상기 경사진 하단부는 가령, 상기 커팅 펀치(3)의 수직 축(A)에 대해 약 45º의 각도를 형성하는 경사부(beveled portion)를 가진다.

상기 커팅 펀치(3)는 또한 중앙 수직 홈(central vertical groove)(32)을 포함한다. 상기 중앙 수직 홈(32)은, 상기 커팅 펀치의 수직 축(A)에 대해 대칭이고(symmetrical), 상기 수직 축(A)과 둔각(obtuse angle)을 형성하는 두 개의 커팅부들(two cutting portions)(34)에서 상기 커팅 펀치(3)의 하단(lower end)을 분할한다(divide). 상기 둔각은, 예를 들어, 100°에서 120° 사이의 범위일 수 있지만, 상기 시트 시편(2)의 상기 작은 크랙들을 정확하게 커팅할 수 있는 둔각일 수 있다.

본 발명에 따른 상기 시트 시편 제조 장치는, 또한 상기 시트 시편(2)을 상기 베이스(1)에 대해 유지(holding) 및 가압하는 가압 요소(pressing element)(4)(도 5에 도시됨)를 포함한다.

상기 가압 요소(4), 바람직하게는 상기 커팅 펀치(3)는 상세하게 도시되지 않은, 가압 프레임(pressing frame)(5)에 장착되고, 상기 가압 프레임은 상기 가압 요소(4) 및 커팅 펀치(3)를 후술하는 바와 같이 단지 하강(lowering) 및 상승(raising)시키는 기능을 가진다.

본 발명에 따른 상기 시트 시편 제조 장치의 동작은 매우 간단하다.

먼저, 상기 시트 시편(2)은 상기 베이스(1) 상에 정확한 위치에 배치된다. 이를 위해, 상기 핀들(12)이 사용되어, 상기 핀들(12)이 상기 시트 시편(2)의 상기 관통 홀들(21) 내부에 수용된다.

상기 시트 시편(2)이 그 정확한 위치에 포지셔닝되면, 상기 가압 요소(4)와 상기 커팅 펀치(3)는 종래 수단들에 의해 하강되어, 상기 시트 시편(2)의 상기 노치들 사이 상기 구역에서 작은 전단 크랙들(sheared cracks)이 커팅된다.

그 후, 상기 시트 시편(2)을 상기 베이스(1)에서 제거하고, 기계적 테스트 목적으로 사용할 수 있다.

본 발명의 특정 실시 예를 참조하더라도, 본 명세서에 설명된 상기 장치가 수많은 변형 및 수정을 받을 수 있으며, 언급된 모든 세부 사항이 첨부된 청구 범위에 의해 정의된 보호 범위를 벗어나지 않고 다른 기술적으로 동등한 것들로 대체될 수 있다는 것이 당업자에게 명백하다.

Claims (10)

1. 시트 시편(sheet specimen)(2)을 그 위에 배치하기(placing) 위한 베이스(base)(1); 및
   상기 시트 시편(2) 내에 전단 크랙(sheared cracks) 또는 날카로운 노치(sharp notches)를 커팅하기(cutting) 위한 커팅 펀치(cutting punch)(3);
   를 포함하되,
   상기 커팅 펀치(3)는 중앙 수직 홈(central vertical groove)(32)을 포함하고,
   상기 커팅 펀치(3)는 상기 중앙 수직 홈(32)에 의해 분할된 두 개의 커팅부들(two cutting portions)(34)을 포함하고,
   각 커팅부(34)는 상기 커팅 펀치(3)의 수직 축(A)에 대해 둔각(obtuse angle)을 형성하는,
   시트 시편 제조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 커팅 펀치(3)는 경사진 하단(beveled lower end)(31)을 포함하는,
   시트 시편 제조 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 베이스(1)는 상기 시트 시편(2)을 센터링하는 센터링 수단들(centering means)(11, 12)을 포함하는,
   시트 시편 제조 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 센터링 수단들은 상기 베이스(1)에서 돌출하는 핀들(pins)(12)이 내부에 수용되는(housed) 다수의 홀들(holes)(11)을 포함하는,
   시트 시편 제조 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 시트 시편(2)을 상기 베이스(1)에 대해 가압하는 가압 요소(pressing element)(4);
   를 추가 포함하는,
   시트 시편 제조 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 가압 요소(4)는 상기 커팅 펀치(3)의 상기 중앙 수직 홈(32)에 배치되는,
   시트 시편 제조 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 커팅 펀치(3)는 가압 프레임(pressing frame)(5) 상에 장착되는,
   시트 시편 제조 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 가압 요소(4)는 또한 상기 가압 프레임(5) 상에 장착되는,
   시트 시편 제조 장치.
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