• 제목/요약/키워드: 음향시험

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인장/압축 Broutman Fragmentation시험법과 음향방출을 이용한 단섬유 복합재료의 미세파괴 메커니즘의 연구 (A Study on Microfailure Mechanism of Single-Fiber Composites using Tensile/Compressive Broutman Fragmentation Techniques and Acoustic Emission)

  • Park, Joung-Man;Kim, Jin-Won;Yoon, Dong-Jin
    • Composites Research
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    • 제13권4호
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    • pp.54-66
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    • 2000
  • 탄소섬유/에폭시 복합재료의 계면 및 미세파괴 물성을 인장 fragmentation과 압축 Broutman 두 시험법과 음향방출 시험을 이용하여 평가하였다. Maleic anhydride polymeric coupling agent와 amino-silane를 각각 전기증착법 및 dipping을 통하여 섬유표면에 적용하였다. 두 coupling agents를 사용한 섬유와 기지간의 계면전단강도는 인장 및 압축 두 시험에서 모두 미처리와 비교하여 큰 증가를 나타내었다. 인장시험 동안에, 원추모양의 섬유파단과 기지의 cracking 그리고 부분적인 interlayer failure로 이루어진 전형적인 미세파괴 형태가 발생하였다. 이에 비하여, 압축시험에서는 부러진 섬유의 끝에서 대각선 방향이 슬립거동이 관찰되었다. 주어진 두 힘의 하중상태에서 섬유의 파단은 항복점 전후 부근에서 일어났다. 음향방출분포는 인장에서 섬유표면 처리와 미처리의 두 조건에서 미세파괴 신호가 잘 분리되었으며, 한편, 압축에서는 signal이 다소 중복되어 나타났다. 이는 탄소섬유의 인장력/압축력 간의 파괴에너지 차이에 기인한다고 고려된다. 탄소와 basalt 섬유복합재료의 섬유파단 waveform의 최대 voltage는 압축보다 인장시험에서 상당히 크게 나타났으며, 이들은 음향방출시험으로 파괴에너지 차이를 명확히 비교 및 확인할 수 있었다.

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로켓 연소관 조립체의 음향방출 신호해석 (Interpretation of AE Signals from Rocket Motor Case Assembly)

  • 이상호;황태경;문순일
    • 비파괴검사학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.488-496
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    • 2003
  • 본 연구에서는 금속재 연소관내부에 단열고무/내열복합재로 구성된 연소관 조립체의 품질평가에 적용 가능한 음향방출 비파괴 시험 평가 기법을 정립하기 위하여 그간 수행되었던 시험결과를 종합하여 실제 생산에 적용 가능한 평가 기법을 정립하였다. 유한요소 code를 사용하여 연소관 조립체 구조 해석한 결과를 바탕으로 내열복합재에 절개선이 있는 연소관 표면의 스트레인과 절개선이 없는 연소관 표면의 스트레인 값을 비교하였다 해석결과는 공압시험 중 연소관 표면에 부착된 스트레인 값과 음향방출센서로부터 측정된 신호와 비교함으로써 연소관과 단열고무 접착성이 확인되었다. 음향방출법을 이용하여 금속재 연소관과 단열고무와의 접착성을 평가하는 방법으로서 실제 생산과정에 적용 가능함을 확인하였다.

Micromechanical 시험법과 음향방출을 이용한 Implant용 Bioabsorbable 복합재료의 미세파괴 분해메커니즘과 계면물성 (Microfailure Degradation Mechanisms and Interfacial Properties of Bioabsorbable Composites for Implant Materials using Micromechanical Technique and Acoustic Emission)

  • 박종만;김대식
    • Composites Research
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    • 제14권4호
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    • pp.15-26
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    • 2001
  • Implant용 bioabsorbable 복합재료의 계면물성과 미세파괴분해 메카니즘을 micromechanical 시험법과 음향방출을 이용하여 평가하였다. Poly(ester-amide)와 bioactive 유리섬유의 인장 강도와 탄성률 그리고 연신율은 분해시간에 따라 점차적으로 감소하는 경향을 보인 반면, chitosan 섬유는 분해시간 내에서 거의 변화가 없었다. Dual matrix composite 시험법을 이용하여 측정된 bioactive 유리섬유와 poly(L-lactide) 사이의 계면전단강도는 chitosan이나 poly(ester-amide) 섬유의 경우 보다 큰 값을 보였다. 그리고 계면전단강도 감소는 bioactive 유리섬유 강화 poly(L-lactide) 복합재료에서 가장 빨랐으며, chitosan 섬유의 경우가 상대적으로 가장 느린 경향을 보였다. Poly(ester-amide) 섬유의 분해시간에 따른 음향방출 진폭과 에너지는 점차로 감소하였고, 음향방출 진폭의 분포 역시 점차 좁아짐을 보여주었다. Bioactive 유리섬유에서 인장파단에 의한 음향방출 진폭과 에너지는 압축파단의 경우 보다 크게 나타났으며, 또한, 인장 및 압축시험 모두에서 초기상태가 분해 후 보다 더 큰 값을 보였다. 본 연구에서 평가한 계면물성과 미세파괴분해 메카니즘은 생흡수성 복합재료의 성능을 조절할 수 있는 중요한 요소가 될 것이다.

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비행용 가스발생기 모사배관 도출 및 연소불안정 제어를 위한 음향해석

  • 김홍집;김성구;최환석
    • 항공우주기술
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    • 제4권1호
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    • pp.171-178
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    • 2005
  • 고성능 로켓엔진의 터보펌프를 구동하기 위한 연료 과농 가스발생기에 대하여, 연소 불안정 발생시 모사배관를 각각의 음향모드 공진주파수를 모사하는 방법을 통하여 결정하였다. 관심 있는 음향모드의 몇 파장만을 모사하여 실제 연소시험에 바로 적용할 수 있는 짧은 길이의 배관도 제시하였다. 가스발생기에서의 연소불안정을 제어하기 위한 하나의 방안으로서, 모사배관의 길이를 바꾸어 분사기의 동특성과 연소실의 공진 음향 모드를 서로 분리시켜 상호작용이 일어나지 않게 할 수 있으며, 이러한 특성은 연소시험을 통해 확인되었다. 비행용 가스발생기의 연소시험과 연소불안정 제어를 위한 일련의 방안으로서 모사배관를 결정하는 방법을 확립하였다.

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음향방출을 이용한 복합재 압력용기의 건전성 평가 (The Structural Integrity Evaluation of Composite Pressure Vessel Using Acoustic Emission)

  • 이상호;최용규
    • 한국추진공학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.1-11
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    • 1997
  • 본 연구에서는 음향방출법을 활용한 복합재 연소관의 구조적 건전성 평가 방법을 개발하기 위하여 표준 평가용 시험 시편의 수압 시험 중, 압력용기로부터 방출되는 음향방출 신호를 측정함으로써 시편이 파괴되기 전, 대략적인 시편의 파열 위치 예측 및 일정 압력 유지 상태에서 hit rate(hit/sec) 양상에 의한 시편의 건전성 평가 방법을 제시하였다. 데이터 분석 기법의 향상을 위하여 음향방출 데이터를 시간 및 센서별로 분류하는 프로그램을 개발하였다. 수압 시험을 낮은 압력 단계부터 높은압력 단계까지 일정 압력 유지 상태에서 발생한 hit 수와 1분간 유지한 후, 발생되는 hit rate의 값의 크고 작음이 복합재 압력 용기의 결함수의 증감으로 나타났으며, 이로부터 복합재 압력 용기의 파열 압력과의 상관 관계 및 건전성을 예측할 수 있었다. 복합재 압력 용기의 파열 위치는 energy rate(energy/sec) 측정값을 분석하여 예측하였으며, 시편 파열 압력의 25∼36%에서 가능하였다.

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음향 기기 및 TV 방송 수신기의 내성 시험용 기준 신호 분석 (Analysis of Reference Signal for Immunity Test of Sound System and Television Broadcast Receiver)

  • 최수나;최성웅;박승근
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제23권7호
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    • pp.805-814
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    • 2012
  • 무선기기의 간헐적인 신호 또는 높고 낮은 진폭의 주기적인 신호 전송은 오디오 주파수에 간섭 신호를 발생시켜 근접 거리에 설치된 음향 기기에 잡음을 발생시킨다. 최근 이와 관련하여 Global system for Mobile Communication(GSM) 폰과 유사하게 간헐적인 신호 전송을 하는 Long Term Evolution(LTE) 폰에 의한 오디오 잡음현상이 보고되었다. 현재 국내 KN20 규격에서는 잡음에 대한 내성 능력을 확보하기 위하여 음향 및 TV 방송수신기의 내성 시험 기준 신호로 변조 주파수 1 kHz Amplitude Modulation(AM) 80 %와 Code Division Multiple Access(CDMA) 신호를 이용하고 있다. 본 논문에서는 LTE 폰의 출시에 따라 기존의 내성 기준 신호 AM과 CDMA를 GSM과 LTE 폰이 발생시키는 오디오 잡음의 수준과 비교한 후, 국내 음향 기기에 대한 내성 기준 신호의 개선을 제안한다. CDMA 신호는 음향 기기에 간섭을 거의 일으키지 않는 것으로 여겨지므로 시험 항목에서 삭제해도 무방할 것으로 판단된다. 반면, LTE는 많은 사용자가 이용하고 있으며, 음향 기기 등에 무시할 수 없는 간섭을 발생시킬 것으로 분석되므로 CDMA 신호를 대신하여 음향 기기 및 TV 방송 수신기의 내성 시험을 위한 시험 기준 신호로 규정하는 것이 바람직할 것으로 사료된다.

음향 방출 신호를 이용한 탄소/에폭시 적층판의 Mode I 파괴 인성 및 유한요소해석에 관한 연구 (Study on Mode I Fracture Toughness and FEM analysis of Carbon/Epoxy Laminates Using Acoustic Emission Signal)

  • 조현준;전민혁;노해리;김인걸
    • Composites Research
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    • 제35권2호
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    • pp.61-68
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    • 2022
  • 복합재료는 비강도, 비강성 및 내부식성 등이 우수하여 항공우주산업뿐만 아니라 다양한 산업에서 사용되고 있다. 그러나 복합재료는 충격에 취약하고 이러한 충격은 복합 재료 내부의 균열 형성과 균열 성장으로 이어져 구조 파단의 원인이 된다. 본 논문에서는 음향 방출 신호 및 유한요소해석(Finite element analysis, FEA)을 이용하여 복합재 적층판의 Mode I 파괴 모드의 특성을 분석하였다. DCB 시험은 탄소/에폭시 적층판의 Mode I 파괴 특성을 분석하기 위하여 수행되었고 시편의 파괴에 의해서 발생되는 탄성파를 측정하기 위하여 시편에 음향 방출 센서를 부착하였다. 누적 음향 방출 에너지와 균열 선단 위치의 관계를 이용하여 시편의 파괴 인성(Fracture toughness, GI)을 계산하였다. 계산된 파괴 인성 값을 유한요소모델에 적용하여 해석을 수행하였고 하중-변위 곡선 및 균열 길이-변위 곡선을 통하여 DCB 시험 결과와 비교/분석하였다. 유한요소해석 및 DCB 시험의 결과가 잘 일치함을 보였다.

복합재료 적층 구조물의 음향방출 특성 연구 (A study on the acoustic emission characteristics of laminated composite structures)

  • 박재성;김광수;이호성
    • Composites Research
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    • 제16권6호
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    • pp.16-22
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    • 2003
  • 음향방출 신호를 측정하면 운용 중에 구조물 내부의 파손 발생이나 진전 시점을 측정할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 보강된 복합적층 패널의 압축 시험에서 발생하는 음향방출 신호를 측정하여 누적 신호 분포와 주파수 특성을 분석하였다. 보강 패널의 좌굴 발생과 좌굴 모드의 변환시 음향방출 신호가 발생하였으며, 파손 발생 후 진전시 연속적인 신호가 나타났다. 복합재료 본딩 체결부의 강도 시험에서는 발생하는 음향방출 신호와 파손 형태와의 관계를 분석하였다. 본 연구의 음향방출 신호 분석에 사용된 특성은 시간에 따른 누적 히트(hit) 분포, 주파수 특성과 신호의 크기이다. 본 연구를 통하여 음향방출 신호의 연속적인 발생은 파손의 진전에 따라 나타나는 특성이며, 측정된 음향방출 신호의 주파수 특성을 분석함으로써 적층 복합재료에서 나타나는 파손 모드와의 관계를 유추할 수 있다. 내부 응력크기에 따라 모재균열, 층간분리 또는 디본딩, 섬유파손을 각각 100 근방, 220kHz 근방, 500kHz이상으로 분류할 수 있다.