AE와 DRA를 이용한 초기응력의 측정에 관한 연구

박배한,전석원,김양균 사단법인 한국터널지하공간학회 2001 한국터널지하공간학회논문집 Vol.3 No.1

In-situ stress measurement using AE (Acoustic Emission) and DRA (Deformation Rate Analysis) is usually carried outunder uniaxial loading in the laboratory and it consumes delay considered how the lateral stress and delay time influence on t he test results for the in-situ stress determination. As thedelay time increased, the accuracy of estimating the pre-stress decreased. The pre-stress of the specimen loaded onlyE) and 4% (using DRA). And the specimen on which axialpre-stress and the confining pressure were loaded had an error of less than 17% (using AE) and 14% (using DRA). Theresults of AE and DRA for field specimens were very similar wit fracturing method.

반복하중 시 발생하는 미소파괴음을 이용한 KURT 화강암의 손상도 평가

이창수,이경수,김진섭,최희주,Lee,Chang-Soo,Lee,Kyung-Soo,Kim,Jin-Seop,Choi,Hey-Joo 한국방재학회 2012 한국방재학회논문집 Vol.12 No.6

본 연구에서는 Acoustic Emission (AE)기법을 이용하여 반복하중을 받는 화강암의 손상도를 평가하였으며 AE는 변형에너지의 일부이기 때문에 손상의 절대적 지표인 응력-변형률 곡선 결과와 비교하였다. 응력-변형률 곡선 결과 중 소산에너지 결과만이 재하 횟수가 증가함에 따라 손상이 증가하며 특히 5번째 재하(3번 시료는 6번째)에서부터 손상이 0.23에서 0.48로 급격히 증가하였다. AE 에너지를 이용한 결과 또한 이와 유사한 결과를 제시하였다. 이에 두 결과의 상관성을 분석한 결과 상관관계는 0.988로 매우 높은 것으로 나타났다. 따라서 AE 에너지를 이용하여 암석시료의 손상규준을 평가한 결과 화강암의 손상도가 0.3이하, 0.3~0.6, 0.6이상을 기준으로 손상등급은 초기, 중간, 심각으로 분류할 수 있으며 이 때의 횡 방향 변형계수는 평균 9%, 18%, 28% 감소, 포아송비는 65, 88, 108% 증가하였다. In this study, damage assessment of granite under uniaxial cyclic incremental loading was analyzed by the acoustic emission (AE) techniques and the obtained results were compared with stress-strain curve data. As the loading cycle number increased, the dissipated energy result obtained from stress-strain curve was only shown the rock samples were gradually damaged, then damage degree increased 0.23 to 0.48 from the 5th cyclic loading in stress-strain curve data. AE energy result also began to increase the damage degree dramatically at the same stage and it was similar to the result of dissipated energy. Thus, AE result was correlated with dissipated energy measurement and it was highly correlated (<TEX>$R^2$</TEX>=0.988). As a result, the criterion to qualify the damage could be denoted by minor, intermediate and heavy damage, respectively given by 0.30, 0.30~60, 0.60 of damage degree based on AE energy. However, the lateral deformation modulus and poisson`s ratio was decreased 9%, 18%, 28% and increased 65%, 88%, 108% at each damage level.

비파괴법에 의한 압력용기 강 다층용접부의 균열선단에서 소성변형 역성장거동 평가에 관한 연구

나의균(Eui-Gyun Na),이상근(Sang-Guen Lee) 한국비파괴검사학회 2009 한국비파괴검사학회지 Vol.29 No.5

본 연구에서는 비파괴법을 이용하여 압력용기 강 다층용접부에서 채취한 표준 샤르피 시험편의 균열선단에서 형성되는 소성변형 거동을 평가하였다. 모재, 후열처리재 및 용접재를 대상으로 시험편에 기계적인 노치를 가공한 후 예균열(pre-crack)을 낸 다음 4점 굽힘실험과 음향방출(acoustic emission: AE)실험을 동시에 실시하였다. 균열선단은 용접재외 후열처리재의 경우 용융선 근처에 위치하도록 하였다. 하중이 가해짐에 따라 균열선단에서 형성되는 소성영역의 크기는 응력확대계수를 이용하여 구했으며, 각 시험편에 대한 소성역의 크기와 음향방출 특성과의 관계는 축적된 AE 에너지 관점에서 고찰하였다. 시험편에 관계없이 탄성역역에서는 거의 AE신호가 감지되지 않았으며, 대부분의 AE신호는 소성변형 과정에서 발생하였다. 또한, 용접재가 모재와 후열처리재에 비해 AE신호가 훨씬 많이 발생하였다. 모재와 후열처리재 및 용접재의 균열선단에서 소성영역 크기와 축적된 AE에너지와의 관계는 현저히 다르게 나타났으며, 용접재의 AE counts는 모재와 후열처리재에 비해 많이 발생하였다. The purpose of this study is to evaluate the behaviour of the plastic deformed zone at crack tip on the standard Charpy specimens which were taken from the multi-passed weld block of the pressure vessel steel. Notch was machined on the standard Charpy test specimens and pre-crack which was located around the fusion line was made under the repeat load. Four point bend and acoustic emission tests were carried out simultaneously. The size of plastic region at crack tip was calculated using stress intensity factor. Relationships between characteristics of acoustic emission and plastic zone size at crack tip were discussed through the cumulative AE energy. Regardless of the specimens, AE signals were absent within the elastic region almost and most of AE signals were produced at the plastic deformation region from yield point to the mid-point between yield and maximum load. More AE signals for the weldment were produced compared with the base-metal and PWHT specimen. Relations between plastic deformed zones at crack tip and cumulative AE energy for the weldment and PWHT specimen were different quietly from the base-metal. Besides, number of AE counts for the weldment was the larger than those of the base-metal and PWHT specimen.

AE 기법을 이용한 외부수압을 받는 복합재 원통의 균열 검출

박진하 ( Jin Ha Park ),최진호 ( Jin Ho Choi ),권진희 ( Jin Hwe Kweon ) 한국복합재료학회 2011 Composites research Vol.24 No.3

복합재료의 비파괴 검사 방법에 관한 연구는 복합재료의 신뢰성 및 안전성을 개선시키는데 매우 중요하다. AE기법은 소성변형, 섬유파손, 모재균열 또는 박리에 의해 생성되는 탄성파에서 감지되는 변형 에너지를 감지하여 결함을 평가 하는 기법이다. 본 논문에서는 외부 수압을 받는 필라멘트 와인딩 복합재 원통과 샌드위치 원통의 수압시험이 수행되었고, PVDF센서로부터 측정된 AE 신호특성을 분석하였다. 또한, L-C 동조회로와 Band-pass filter 회로를 가진 AE 신호분석기를 설계, 제작 하였으며, 필라멘트 와인딩 원통과 샌드위치 원통에 대한 수압실험에서 제작된 AE 신호분석기의 균열 검출 능력을 평가하였다. The studies on the non-destructive testing methods of the composite materials are very important for improving their reliability and safety. AE(Acoustic Emission) can evaluate the defects by detecting the emitting strain energy when elastic waves are generated by the generation and growth of a crack, plastic deformation, fiber breakage, matrix cleavage or delamination. In this paper, the AE signals of the filament wound composite cylinder and sandwich cylinder during the pressure test were measured and analyzed. The signal characteristics of PVDF sensors were measured, and an AE signal analyzer which had the band-pass filter and L-C resonance filter were designed and fabricated. Also, the crack detection capability of the fabricated AE signal analyzer wes evaluated during the pressure tests of the filament wound composite cylinder and the sandwich cylinder.

AE센서를 이용한 스커핑 손상의 감시

김재환(Jae-Hwan Kim),김태완(Tae-Wan Kim),조용주(Yong-Joo Cho) 한국트라이볼로지학회 2002 한국트라이볼로지학회 학술대회 Vol.35 No.-

The surfaces of machine components in sliding contact such as bearing, gears and pistons etc frequently operate under the condition of mixed lubrication due to high load, high speed and slip. These machine components often undergo the inception of scuffing in practical application. The scuffing failure is a critical problem in modern machine components, especially for the requirement of high efficiency and small size. However, it is difficult to find a universal mechanism to explain all scuffing phenomena because there are so many factors affecting the onset of scuffing. In this study, scuffing experiments are conducted using Acoustic Emission(AE) measurement by an indirect sensing approach to detect scuffing failure. Acoustic Emission(AE) signal has been widely utilized to monitor the interaction at the friction interface. Using AE signals we can get an indication about the state of the friction processes, about the quality of solid and liquid layers on the contacting surfaces in real time. The FFT(Fast Fourier Transform)analyses of the AE signal are used to understand the interfacial interaction and the relationship between the AE signal and the state of contact is presented.

단조재와 파이프의 이종 마찰용접에 대한 음향방출법의 평가

김동규,공유식,이진경 한국비파괴검사학회 2018 한국비파괴검사학회지 Vol.38 No.6

In this paper, the main parameters (such as tensile strength) of tube-to-bar friction welding for piping materials, were examined visually in order to increase the quality of friction welding. The specimens were tested as-welded. The tensile strength of the friction welded steels has increased up to 100% compared to the A105 base metal, under the condition of all time heating. An acoustic emission (AE) technique was applied to evaluate the optimal friction welding conditions nondestructively. For this purpose, we analyzed the signals generated during friction welding by evaluating parameters such as accumulative count, amplitude, waveform and frequency. During the heating time, mainly the continuous type AE occurs, while burst type AE occurs in the upset time and accumulative count has become a useful parameter for estimating the optimal friction welding conditions. 본 논문에서는 각종 배관재의 이종 마찰용접을 시행하여 플랜트산업 등에 적용 가능성을 제안하고 마찰용접 변수의 기계적 특성을 분석하여 최적화 조건을 결정하고자 하였다. 최적 용접조건에서 용접부의 이음효율이 100 %이상으로 나타났다. 그리고 음향방출 기법을 이용하여 최적의 마찰용접조건을 도출하고자 하였으며 이를 위해 AE 계수와 진폭 등의 파라미터와 파형과 주파수 스펙트럼의 분석을 통하여 마찰용접시 발생하는 신호를 분석하였다. 가열시간에서는 연속형 AE가 주로 발생하며 업셋시간에서는 돌발형 AE가 발생하는 특성을 나타내었으며, 마찰용접 시험편의 음향방출 특성과 강도분석을 통하여 마찰용접의 최적 용접 조건을 추정하는데 유용한 AE 파라미터는 누적계수임을 확인하였다.

연마가공감시를 위한 AE와 연마파라미터의 관계

김성렬(Sung Ryul Kim),김화영(Hwa Young Kim),김정욱(Jeong Uk Kim),윤항묵(Hang Mook Yoon),안중환(Jung Hwan Ahn) Korean Society for Precision Engineering 2005 한국정밀공학회지 Vol.22 No.10

A monitoring system is necessary to make the polishing process more reliable in order to ensure the high quality and performance of the final products. Generally, AE (Acoustic Emission) is known to be closely related to the material removal rate (MRR). As the surface becomes rougher, the MRR and AE increase. Therefore, the surface roughness can be indirectly estimated using the AE signal measured during the polishing. In this study, an AE sensor-based monitoring system was fabricated to detect the very small AE signal resulting from the friction between a tool and a workpiece during polishing. The performance of this monitoring system was estimated according to polishing conditions, the relation between the level of the AE RMS and the surface roughness during the polishing was investigated.

機械 構造用鋼(SM45C)의 彈塑性破壞試驗時 AE에 의한 破壞特性 硏究

安秉旭,曺萬鎬 大田産業大學校 1994 한밭대학교 논문집 Vol.11 No.0201

The estimation of elasto-plastic fracture toughness [J_IC] is nessary for design and manufacturing of machine and structure. In this study, R-curve method are used to detect the onset of crack extension of SM45C. In addition to the these moth(14 an Acoustic Emission(AE) method is used for the present investigation. As the result of the test. the following results were obtained. Acoustic Emission method is economic and reliable method for identifying the fracture mechinism using sincle specimen J_IC estimation. AE mathod can find accurately the signal of the crack initation point. The J_IC value method by Acoustic Emission method was less that using ASTM method.

논문 : 정확한 미소파괴음의 발생위치 분석을 위한 신호 도달시간 결정알고리즘 연구 및 실험적 검증

장현식 ( Hyun Sic Jang ),최준영 ( Jun Young Choi ),장보안 ( Bo An Jang ) 대한지질공학회 2015 지질공학 Vol.25 No.4

이 연구에서는 기존의 다양한 미소파괴음(AE)의 신호 도달시간 결정방법을 검토한 후, 전산처리 프로그래밍이 용이하고 자료처리 속도가 빠른 가변 검출한계법을 개발하였다. 가변 검출한계법은 기존의 검출한계법을 수정한 것으로서, 검출한계 값을 하나로 고정하지 않고 측정된 모든 AE 신호마다 배경잡음 분석을 실시하여 각 신호에 맞는 검출한계 값을 결정하는 방법이다. 가변 검출한계법의 효과를 검토하기 위해 2차원과 3차원 음원추적 모델을 구성하고 실험적 방법으로 검증을 실시하였다. 2차원 모델에 대한 검증에서 가변 검출한계법을 적용할 경우 기존의 고정된 검출한계 값을 사용하는 방법에 비해 정확도가 평균 약 38.3% 정도 향상되는 것을 확인하였다. 3차원 모델에 대한 검증에서는 2차원 모델에 비해 다소 적으나 가변 검출한계법을 적용할 경우 평균 약 15.2% 정도의 정확도가 향상되는 것으로 분석되었으며, 3점 휨 시험에서도 가변 검출한계법이 적용된 분석 결과가 실제 파괴면과 더 높은 연관성을 보였다. 따라서 가변 검출한계법이 AE 음원의 위치를 정확히 분석하는데 유용한 알고리즘이라는 것을 검증시험으로부터 확인할 수 있었다. We examined various existing threshold methods for the determination of the first arrival time of acoustic emission (AE), and developed a new variable threshold method that could determine the first arrival time of AE more accurately and more quickly than existing methods. The new method, a modification of an existing threshold method, does not fix the threshold, but applies variable thresholds for the AE signals according to noise analysis. Two- and three-dimensional models were established to test the effectiveness of the new method. It could determine source locations of AE in a two-dimensional model 38.3% more accurately than the pre-existing threshold methods. Its accuracy improvement over the existing methods in a three-dimensional model was about 15.2%. A practical test involved measuring the source locations of AE during three-point bending tests of granite cores. The new method placed the sources closer to the fracture plane than did the pre-existing methods, indicating its superior (and quicker) ability to determine the source locations of AE.

음향방출기법을 이용한 원전 고온 고압 배관의 누설 특성 평가에 관한 연구

김영훈(Young-Hoon Kim),김진현(Jin-Hyun Kim),송봉민(Bong-Min Song),이준현(Joon-Hyun Lee),조윤호(Younho Cho) 한국비파괴검사학회 2009 한국비파괴검사학회지 Vol.29 No.5

고온, 고압의 원자력 배관 누설 판별을 위해 음향방출기법(AE)을 이용한 누설감지 시스템인 ALMS 기법이 적용되고 있다. 이 시스템은 단지 AE 센서로 전해진 신호의 RMS값을 이용하여 누설의 유무만을 판단할 뿐, 누설 발생시 누설부의 크기나 형태를 평가하는 것에는 어려움이 있었다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 AE센서와 가속도센서를 동시에 이용한 이중 센서 시스템을 제안하였다. 빠른 학습 속도와 정확성을 위해 Levenberg-Marquardt 학습 알고리즘을 이용한 인공신경회로망을 적용시키고, 이를 통해 신뢰성 있는 분석 결과를 얻을 수 있다. 배관내 압력과 누설부의 크기와 모양에 따른 실험신호들을 학습시키고 그 판별 정확성을 확인하였다. 추가적으로 배관 두께에 따라 발생하는 파(wave)의 종류와 특성이 달라지는 것을 이론과 실험을 통하여 알아보았다. An acoustic leak monitoring system(ALMS) using acoustic emission(AE) technique was applied for leakage detection of nuclear power plant’s pipeline which is operated in high temperature and pressure condition. Since this system only monitors the existence of leak using the root mean square(RMS) value of raw signal from AE sensor, the difficulty occurs when the characteristics of leak size and shape need to be evaluated. In this study, dual monitoring system using AE sensor and accelerometer was introduced in order to solve this problem. In addition, artificial neural network(ANN) with Levenberg?Marquardt(LM) training algorithm was also applied due to rapid training rate and gave the reliable classification performance. The input parameters of this ANN were extracted from varying signal received from experimental conditions such as the fluid pressure inside pipe, the shape and size of the leak area. Additional experiments were also carried out and with different objective which is to study the generation and characteristic of lamb and surface wave according to the pipe thickness.