• 제목/요약/키워드: 자기변형 패치

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원통형 구조물에서 비틀림 유도초음파 변환을 위한 모듈형 자기변형 트랜스듀서 개발 (Development of a Modular Magnetostrictive Transducer for Torsional Guided Wave Transduction in a Cylindrical Structure)

  • 조승현;박재하;권휴상;안봉영;이승석
    • 비파괴검사학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.427-435
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    • 2009
  • 배관, 축 등과 같은 원통형 구조물은 산업설비에 널리 이용되고 그 중요성으로 인해 지속적인 건전성 평가를 요구하는 대상이 되는 경우가 많다. 최근, 이러한 원통형 구조물의 비파괴평가를 위해 자기변형 패치 트랜스듀서를 이용한 비틀림 유도초음파 검사가 활발히 연구되고 있다. 하지만, 기존의 자기변형 패치 트랜스듀서가 민감도 증가를 위해 자기변형 성능이 큰 강자성 패치를 구조물에 부착하여 사용하기 때문에, 시간과 비용의 소모를 비롯한, 많은 불편함을 초래한다는 한계를 지니고 있다. 이러한 기존 트랜스듀서의 단점을 극복하기 위해서 원통형 구조물에 적용이 가능한 비틀림파 변환용 모듈형 자기변형 트랜스듀서를 개발하였다. 제안한 트랜스듀서는 모든 구성요소가 모듈 내부에 집적되어 강자성 패치를 구조물에 따로 부착하는 대신, 전단 커플런트를 이용한 액상접촉이나 매개물을 사용하지 않는 건식접촉 방법으로 사용이 가능하므로, 비틀림 유도초음파 시험을 용이하고 효율적으로 수행할 수 있는 수단을 제공한다. 본 연구에서는, 상세한 구조와 구동원리를 기술하고 탄소강 시편을 대상으로 실험적 검증을 수행함으로써, 제안한 트랜스듀서의 성능 및 응용가능성을 확인하였다.

철-코발트 합금 패치로 구성된 자기변형 트랜스듀서를 이용한 체적 전단파 발생 및 측정 (Bulk Shear-Wave Transduction Experiments Using Magnetostrictive Transducers with a Thin Fe-Co Alloy Patch)

  • 박재하;조승현;안봉영;권휴상
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권8호
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    • pp.1075-1081
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    • 2010
  • 최근 가공성이 우수하고 강한 자기변형성을 가진 강자성 패치가 소개되면서, 이를 이용한 탄성초음파 변환 연구가 활발하다. 이러한 자기변형 패치 트랜스듀서는 SH 파와 비틀림파 등 전단파 변환 성능이 우수하여 비파괴평가 분야에서 많은 주목을 받고 있지만, 지금까지 관련 연구가 유도초음파 변환에 집중된 반면 체적초음파에는 아직 적용이 된 예가 없다. 본 연구에서는, 자기변형성이 큰 재질 중 하나인 철-코발트 합금을 이용한 체적전단파 트랜스듀서를 제안하고자 한다. 제안한 트랜스듀서는 강자성 패치, 코일, 영구자석, 요크를 포함하여 모듈형으로 설계되었고, 실험을 통해서 파형 및 방사 패턴 등을 측정하였다. 결과적으로, 제안한 트랜스듀서는 신호대잡음비 및 방사패턴 면에서 상당히 우수한 성능을 보임을 확인하였다.

자기변형 패치 트랜스듀서를 이용한 비자성 축의 비틀림 모달 테스팅 (Torsional modal testing of a non-ferromagnetic shaft by magnetostrictive patch transducers)

  • 조승현;한순우;박찬일;김윤영
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2006년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.1159-1164
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    • 2006
  • Torsional vibration is an important vibration mode when shafts, cylinders and pipes are considered. However, the modal testing of torsional vibrations is not an easy job to carry out because of the lack of proper transducers. This work presents a new torsional vibration transducer based on the magnetostrictive principle and its application to torsional modal testing. The transducer is so designed as to generate/measure only torsional vibrations excluding other vibration modes such as longitudinal and bending vibrations. The transducer is composed of ferromagnetic patches bonded to a test structure, permanent magnets, and a solenoid. Though patches and magnets are bonded to a structure, torsional vibrations are generated and measured wirelessly by a solenoid encircling a test structure. The proposed transducer works even at considerably high frequencies, say, tens of kilohertz. Furthermore, the transducer can be manufactured at a low price. To check the performance of the proposed method, the torsional modal testing on a hollow aluminum shaft was conducted. The results, such as eigenfrequencies, obtained by the proposed transducer agreed favorably with theoretical results.

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자기변형 패치 트랜스듀서를 이용한 비자성 축의 비틀림 모달 테스팅 (Torsional Modal Testing of a Non-ferromagnetic Shaft by Magnetostrictive Patch Transducers)

  • 조승현;한순우;박찬일;김윤영
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제16권8호
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    • pp.879-885
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    • 2006
  • Torsional vibration is an important vibration mode when shafts, cylinders and pipes are considered. However, the modal testing of torsional vibrations is not an easy task to carry out because of the lack of proper transducers. This work presents a new torsional vibration transducer based on the magnetostrictive principle and its application to torsional modal testing. The transducer is so designed as to generate/measure only torsional vibrations excluding other vibration modes such as longitudinal and bending vibrations. The transducer is composed of ferromagnetic patches bonded to a test structure, permanent magnets, and a solenoid. Though patches and magnets are bonded to a structure, torsional vibrations are generated and measured wirelessly by a solenoid encircling a test structure. The proposed transducer works even at considerably high frequencies, say, tens of kilohertz. Furthermore, the transducer can be manufactured at a low price. To check the performance of the proposed method, the torsional modal testing on a hollow aluminum shaft was conducted. The results, such as eigenfrequencies, obtained by the proposed transducer agreed favorably with theoretical results.

조향 자기변형 트랜스듀서의 전단파 방사 패턴 (Radiation Pattern of SH Waves Generated by an Orientation-adjustable Patch-type Magnetostrictive Transducer)

  • 전병철;이주승;조승현;김윤영
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.807-808
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    • 2008
  • This is concerned with the radiation pattern of elastic waves in a plate generated by an orientation-adjustable patch-type magnetostrictive transducer. In general, not only the Lamb waves but also shear horizontal (SH) waves are produced by the deformation of the circular magnetostrictive patch bonded to a plate. Among the two types of waves, this paper investigates the radiation patterns of SH waves. A number of experimental results are presented. They are also accurately predicted by a theory developed by the present authors. Experimental findings were explained by a theoretical analysis.

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자기 변형 패치를 이용한 비자성 배관의 비접촉 종진동 모달 테스팅 (Non-contact Longitudinal Modal Testing of a Non-ferromagnetic Pipe Using Magnetostrictive Patches)

  • 박찬일;한순우;김윤영
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.293-298
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    • 2008
  • Non-contact modal testing for longitudinal modes of a pipe is discussed in this work. The suggested method can generate and measure longitudinal vibrations without mechanical contact by using the coupling phenomenon between deformation and magnetic field, known as the magnetostrictive effect. This effect has been used to generate and measure ultrasonic waves, but seldom used to deal with audible vibrations. In this investigation, the validity of the developed method in a typical vibration frequency range is checked with an Inconel pipe being used in nuclear power plants.

자기 변형 패치를 이용한 비자성 배관의 비접촉 종진동 모달 테스팅 (Non-contact Longitudinal Modal Testing of a Non-ferromagnetic Pipe Using Magnetostrictive Patches)

  • 박찬일;한순우;김윤영
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2006년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.1343-1347
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    • 2006
  • Non-contact modal testing for longitudinal modes of a pipe is discussed in this work. The suggested method can generate and measure longitudinal vibrations without mechanical contact by using the coupling phenomenon between deformation and magnetic field, known as the magnetostrictive effect. This effect has been used to generate and measure ultrasonic waves, but seldom used to deal with audible vibrations. In this investigation, the validity of the developed method in a typical vibration frequency range is checked with an inconel pipe being used in nuclear power plants.

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