Changes of Hysteresis Loop Characteristics of the Tendon Under Tensile Stress

The iron is an element having a high yield strength, mechanical hardness, good electrical conductivity, and also it has been used in various fields because of ease machining. In bridges have been used tendon made of a steel wire for large loads and light weight. Tension measurement of tendon employed in PreStressed Concrete (PSC) bridge is very important for the bridge safety check. NDT (Non-Destructive Testing) is essential for the safety check, however, magnetic NDT is difficult to apply due to the non-linear magnetization curve and hysteresis loop in the magnetic properties. In this work, for basic study of magnetic NDT application, we have constructed a B-H loop measuring system for 7-strand tendon of which diameter is 15.5 mm, and which can apply tensile stress up to 2.0 GPa. We have measured hysteresis loops of two kinds of tendons under different tensile stress. Amplitude permeability and maximum magnetic induction near knee show the most sensitive and high linearity depends on tensile stress. Relative amplitude permeability was decreased from 500 to 200 and maximum magnetic flux density changed 0.6 T.

Tendon의 인장응력에 따른 자기이력특성 변화의 측정

철은 강도와 경도가 높고 전기전도도가 훌륭한 원소이며, 또한 가공이 쉽기 때문에 다양한 분야에서 사용되고 있다. 교량에서는 큰 하중이면서도 경량화를 위하여 강철선으로 된 텐던이 사용되고 있다. 철이 구조용 강으로 사용될 경우 중요한 문제 중 하나인 안전 진단을 위해서는 비파괴 검사(Non-Destructive Testing)가 필수적인데 철강의 자기적 특성이 비선형의 자화곡선과 이력(hysteresis)현상이 있는 자기이력곡선으로 인하여 비파괴 검사에 적용이 어렵다. 본 연구에서는 교량에 부착되어 있는 텐던의 인장변형력을 비파괴 적이면서 자기적인 방법으로 측정하기 위한 기초 연구로, 텐던의 인장변형력에 의한 자기이력 특성변화를 관찰하기 위하여 직경 15.5 mm의 7-strand 텐던에 인장력을 0에서 2 GPa까지 인가할 수 있는 자기이력곡선 측정 장치를 제작하였다. 제작 된 자기이력곡선 측정 장치를 이용하여 시판되고 있는 두 제조회사의 텐던에 대하여 자기적 특성을 조사하였고, 인장변형력에 따른 자기적 특성의 변화가 가장 큰 부분은 자기이력곡선 상의 knee 부분 근처에서의 상대 진폭투자율로 500에서 200까지 감소하였으며 최대 자속밀도 또한 0.6 T 정도로 변화하였다. 텐던의 인장변형력을 측정하는 방법으로 knee 부분의 진폭투자율 측정뿐만 아니라 최대 자속밀도의 측정방법도 가능할 것으로 생각된다.