• 제목/요약/키워드: Resonant ultrasound spectroscopy

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초음파공명분광법에 의한 Zr-2.5Nb 압력관 재료의 고온 이방성 탄성계수 측정 (Measurement of High Temperature Anisotropic Elastic Constants of Zr-2.5Nb Pressure Tube Materials by Resonant Ultrasound Spectroscopy)

  • 정용무;김성수;김영석
    • 비파괴검사학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.140-148
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    • 2002

  • 중수로 압력관으로 사용되는 Zr-2.5Nb 재료의 고온 이방성 탄성계수를 고온 초음파공명분광법(RUS)로 측정하였다. 소형 가열로 내에 알루미나 waveguide와 광대역 초음파 센서를 사용하여 초음파에너지를 시편에 가하고 시편의 공명주파수를 측정하였다. 압력관의 축 방향, 반경 방향, 원주 방향에 일치하도록 장방형 시편을 가공하였으며 각 방향에 대한 탄성계수 텐서 9개의 값을 상온${\sim}500^{\circ}C$ 온도 구간에서 측정하였다. 탄생계수 텐서, $c_{ij}$는 모두 온도가 증가함에 따라 점진적으로 감소하며 원주 방향의 탄성계수가 축 방향 및 반경 방향의 탄성계수보다 높았다. 이것은 Young's modulus나 shear modulus의 경우에도 일치하였으며 축 방향과 반경 방향의 경우 큰 차이를 나타내지 않았다. 축 방향 및 반경 방향의 비틀림 탄생계수가 $150^{\circ}C$ 부근에서 서로 교차하였으며 이는 단결정 지르코늄의 $c_{44}$ 및 $c_{66}$의 교차 현상과 일치하였다.

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초음파 공진 분석법을 이용한 건식공정 핵연료 소결체의 탄성계수 측정 (Elastic Modulus Measurement of a Dry Process Fuel Pellet by Resonant Ultrasound Spectroscopy)

  • 류호진;강권호;문제선;송기찬;정현규;정용무
    • 한국분말재료학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.314-321
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    • 2004

  • The elastic moduli of simulated dry process fuels with varying composition and density were measured in order to analyze the mechanical properties of a dry process fuel pellet. Resonant ultrasound spectroscopy(RUS) which can determine all elastic moduli with one set of measurements for a rectangular parallelepiped sample was used to measure the elastic moduli of UO$_{2}$ and simulated dry process fuel. The simulated dry process fuel showed a higher value of Young's modulus than UO$_2$ due to the presence of metallic precipitates and solid solution elements in the UO$_{2}$ matrix. The correlation between Young's modulus and porosity(P) of simulated dry process fuel was found to be 231.4-651.8 P (GPa) at room temperature. Dry process fuel with a higher burnup showed higher Young's modulus because total content of fission product element was increased.

  • https://doi.org/10.4150/KPMI.2004.11.4.314 인용 PDF KSCI

초음파 공명 분광법(RUS)을 이용한 SiC 입자강화 Al 기지복합재료의 탄성계수 해석 (Analysis of Elastic Constants in SiC Particulate Reinforced Al Matrix Composites by Resonant Ultrasound Spectroscopy)

  • 정현규;정용무;주영상;홍순형
    • 비파괴검사학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.180-188
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    • 1999

  • SiC 입자강화 2124Al 금속복합재료의 강화재 부피분율에 따른 탄성 stiffness를 초음파 공명 스펙트로스코피(resonant ultrasound spectroscopy: RUS) 방법을 이용하여 측정하였다. RUS 방법은 한 개의 소형 시편으로 9개의 독립변수를 가진 사방정계(orthorhombic) 탄성계수를 간단한 실험으로 측정 가능함을 보여주었다. SiC 강화재 부피분율 변화에 따른 탄성계수를 측정하였는데 이 경우 초기 추정 탄성계수를 구하기 위해서 부피 분율에 따른 미세조직 사진으로부터 강화재의 형상(aspect ratio)과 방향을 고려한 유효 aspect ratio 개념을 도입하였고. Mori-Tanaka 이론식에 의한 계산결과를 이용하였다. 이로부터 계산된 공진주파수와 RUS의 측정 공진주파수 사이를 최소화함으로 정확한 탄성계수를 측정하였다. 측정된 stiffnesses로부터 공학적 탄성계수인 Young's modulus를 계산하였으며, 계산된 Young's modulus와 압출방향으로 인장 시험한 Young's modulus를 비교분석 하였다. SiC 입자의 부피분율이 증가함에 따라 탄성계수가 증가함을 나타내었고, 탄성 stiffness의 거동은 강화재가 많이 첨가될수록 횡등방성(transversely isotropic)이 강하게 나타났으며 이것은 압출공정에 의해 강화재 입자의 방향성 재배열에 기인한다. 한편 일정크기 시편에 있어서 기본 공진주파수가 강화재 부피분율에 따라 고주파수 영역으로 이동하는 현상이 관찰되었으며, 이로 부터 비파괴적으로 강화재 부피분율을 예측할 수 있는 가능성을 제시하였다.

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한국 성인 남성의 공학 해석용 정밀 유한 요소 모델 생성과 뼈의 물성 획득에 관한 연구 (Generation of the FE Model of a Korean Young Male Adults and Determination of Mechanical Properties for Engineering Analysis)

  • 유승현;김학균;김종범
    • 비파괴검사학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.115-121
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    • 2006

  • 유한 요소 해석을 위해서는 형상과 경계, 하중 조건 그리고 물성을 결정하여야 한다. 그러나 살아 있는 인체에 대해서는 실험이 어렵기 때문에 정확한 형상과 물성을 얻기가 매우 어렵다. 본 논문에서는 한국인 표준체형을 가진 젊은 남성의 생체 자기 공명 영상(MRI : magnetic resonance imaging)을 이용하여 내부 장기를 38가지로 구역화 하고 이것을 이용하여 정밀 유한 요소 모델을 만들었다. 또한 인체를 이루고 있는 다양한 물질들 가운데 뼈에 대한 물성을 얻기 위한 연구를 시행하였다. 인체 뼈의 이방성을 표현할 수 있는 물성을 얻기 위해 성인 남성과 여성의 사체에서 얻은 대퇴골두 시편을 RUS(resonant ultrasound spectroscopy)를 사용하여 탄성 계수 행렬을 얻을 수 있었다.

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