Tensile Stress Measurement of Tendon by Means of Non-contact Yoke Method

In this study, we have constructed a measuring system to investigate tensile stress measurement of tendons, which is employed in bridges, by means of the non-destructive and non-contact method. The measuring system consists of tensile stress applying apparatus up to 2 GPa, and power supply for ac and dc current to tendon directly to magnetize tendon in circular direction and to coil wound on yoke to magnetize tendon in axial direction. We have used two kinds of tendon, which were produced by different companies, using the measuring system constructed in this work. Two kinds of experiments are carried out in this work; $1^{st}$ experiment : ac current was applied to the tendon and dc current was applied to coil wound on the yoke, and voltage induced from search coil wound on yoke (SCY) was measured and $2^{nd}$ experiment : dc current was applied to the tendon and ac current was applied to coil wound on the yoke, and voltage induced from search coil on tendon (SCT) was measured. In case of $1^{st}$ experiment, voltage induced from SCY was changed below 200MPa tensile stress but the voltage was not increased above 200 MPa. In case of $2^{nd}$ experiment, voltage induced from SCT was decreased up to 1.5 GPa linearly. We expect that $2^{nd}$ experiment could be applied to the non-destructive testing of tensile stress measurement of tendon.

Yoke를 사용한 비접촉 방법에 의한 텐던 인장응력 측정

본 연구는 현재 교량에 사용되고 있는 텐던의 하중 특성을 비파괴적이면서 비접촉방법으로 측정하기 위한 것으로, 텐던의 인장력에 따른 자화상태의 변화를 보기 위하여 2 GPa까지 인장력을 인가할 수 있는 장치와 텐던에 dc 전류와 ac 전류를 인가하여 텐던을 원주 방향으로 자화시키기 위한 전류공급장치, 요크(yoke)를 사용하여 비접촉으로 텐던의 축 방향으로 자화시키기 위한 요크 장치를 제작하였다. 시편은 비교실험을 위하여 두 제조회사에서 제작된 텐던을 사용하였으며 제작된 측정 장치로 두 가지 조건의 실험을 수행하였다. 첫 번째 실험은 텐던에 ac 전류를 인가하면서, 요크에 dc 전류를 인가하여 인장력에 따른 유도기전력을 요크에 부착된 탐지코일(SCY)로 측정하였고, 이를 통해 200 MPa 이하의 인장력에서는 민감하게 변화하는 것을 볼 수 있었지만 실질적으로 텐던의 인장력을 측정하여야 하는 1.5 GPa 근처에서는 그 변화량이 매우 적었다. 두 번째 실험은 요크에 ac 전류를 인가한 후, 텐던에 dc 전류를 인가하여 인장력에 따른 유도기전력을 텐던에 부착된 탐지코일(SCT)로 측정하였고, 측정 결과 유도기전력이 선형적으로 감소하였으며 이를 활용하여 텐던의 인장력을 비파괴적이면서 비접촉 방법으로 측정 가능할 것으로 생각된다.