AE Source Location in Anisotropic Plates by Using Nonlinear Analysis

비선형방정식을 이용한 이방성판의 음향방출 위치표정

For the conventional two-dimensional source location of acoustic emission (AE) based on the threshold crossing, wave velocity has to be measured in the actual structure to calculate the arrival-time difference and thus to form the two hyperbolae. Velocity is dependent on the fiber orientation, however, due to the dependence of elastic modulus on fiber orientation in anisotropic materials such as compost#e plates. This tan affect the accuracy of AE source location and make the source location procedure complicated. In this study, we propose a method to reduce the location error in anisotropic plates by using the numerical solution of nonlinear equations, where the velocity term has been removed by employing the fourth sensor. The efficiency and validity of the proposed method has also been experimentally verified.

2차원 음향방출 위치표정에서 전통적인 방법으로 문턱 전압값을 설정하여 도달시간차를 측정함으로써 2개의 쌍곡선을 형성하는 데는 해당 구조물에서 직접 측정한 속도를 이용하게 된다. 복합재료 적층판과 같은 이방성 재료에서는 섬유의 배열방향에 따라 탄성계수가 변하므로 속도가 섬유의 방향성에 의존하게 된다. 따라서 임의의 위치에서 발생한 탄성파의 도달시간차 측정에 의한 위치표정의 오차가 커지며, 위치표정의 과정이 복잡해지는 것을 피할 수 없다. 본 연구에서는 전통적인 음향방출 위치표정에서 쌍곡선의 2중 교점의 오차를 정정하기 위해 사용되어야 하는 제 4의 센서를 사용하지만 속도변화에 기인하는 위치표정의 오차를 줄일 수 있는 방법으로 수치해석에 의해 비선형방정식을 풀어내는 위치표정 알고리즘을 제안하였다. 또한 제안된 방법이 전통적인 방법에 비해 이방성 판에서의 2차원 위치 표정을 보다 간단하게 수행하고, 정확도를 향상할 수 있는 방법임을 실험적으로 입증하였다.