• 제목/요약/키워드: 음향재료

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음향방출 계측법을 이용한 프랙탈 특성과 트리잉 파괴진단에 관한 연구 (A Study on the Diagnosis of Treeing Breakdown and Fractal Characteristics Using the Method of Acoustic Enission)

  • 김성홍;심종탁;김재환
    • 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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    • 제11권6호
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    • pp.50-56
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    • 1997
  • 전극들과 절연재료 사이의 결합과 고분자 절연체 내부에서 여러 가지 결함에 의한 부분 방전이 발생함으로 일어날 수 있는 절연 재료의 트리 열화를 파괴 예지할 목적으로 하였다. 부분 방전에 기인한 트리잉은 절연 재료의 파괴를 일으킬 수 있는 중요한 원인 가운데 하나다. 최근에는 절연 파괴 예지와 절연 재료의 열화 진단을 하는 방법이 중요하게 되었다. 연구 목적은 자동 계측 시스템을 사용하여 인가전압 11[kV], 인공적인 침상보이드(1.5[mm])을 지닌 고분자 절연체 내부에서 음향 방출시스템과 프랙탈 차원을 사용하여 트리 현상을 관찰하였다. 따라서 본 논문에는 최소자승법에 의한 회귀분석을 사용하여 위상각-음향방출 펄스크기-열화시간 양상과 위상각-음향방출 펄스수-열화시간과 프랙탈 차원의 관계를 통하여 파괴가 발생하기 전의 파괴 예지법으로 사용하였다.

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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.

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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희귀분석을 이용한 복합 시스템의 열화진단 (Degradation Diagnosis of Complex System Using Regression Analysis)

  • 김성홍;송재주
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 기술교육위원회 창립총회 및 학술대회 의료기기전시회
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    • pp.60-66
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    • 2001
  • 절연체 내부의 보이드로 인하여 부분방전이 발생하면 국부파괴와 완전절연파괴의 원인이 된다. 부분방전으로 생기는 트리잉은 절연재료를 열화 시키고 절연 수명을 단축시키는 중요한 원인이 되므로 절연파괴를 미연에 하여 절연재료 수명을 예측할 수 있는 방법에 대한 연구는 매우 중요하다. 이러한 관점에서 본 연구는 부분방전 및 음향방출 시스템을 이용한 컴퓨터 시스템을 개발하여 각 시스템의 장점을 이용함으로써 열화진단을 실시하였다. 부분방전 시스템의 장점은 음향에 비하여 검출 신호가 양호하고, 고전압 절연 장치의 신뢰성을 평가하기에 적합하다. 또한 음향방출 시스템의 장점은 전자기의 영향을 받지 않고, 열화 과정을 실시간으로 관찰할 수 있다는 것이다. 이 두 가지의 장점을 복합적으로 이용하면 절연재료 내부에서 발생하는 트리의 위치와 부분방전을 효과적으로 할 수 있다. 열화분석 방법으로 먼저 부분방전 펄스와 음향방출 펄스를 희귀분석하여 T검정에 의한 상관계수와 결정계수를 구하여 비교해본 결과 부분방전과 음향방출 펄스는 대체적으로 비슷한 형태를 보였다. 이것은 Yoshimura와 Fujita의 연구 결과와 일치하였다.

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자왜 재료 내의 파동 방정식에 관한 이론적 연구 (Theoretical study on the wave equation in magnetostrictive materials)

  • 강국진;노용래
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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    • pp.365-368
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    • 2000
  • 자왜 재료는 자계 포화 이하에서 비선형 특성을 갖는다고 알려져 있다. 그러나 지금까지 비선형 특성을 표현하는 자왜 재료의 구조 방정식을 유도한 사례는 전무한 실정이다 본 연구에서는 자계 포화 이하에서 비선형 특성을 갖는 자왜 재료의 비선형 구조 관계식을 유도하였다. 나아가 유도된 구조 관계식을 이용하여 자왜 재료 내의 파동 방정식을 정식화하였다. 그리고 비선형 특성을 갖는 자왜 재료에서 평면파가 자계 방향을 따라 전파될 때 이방성 자왜 재료를 등방성 재료로 가정하여 종파와 횡파 속도를 구하였다.

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자왜 재료의 탄성파 속도에 관한 연구 (A Study on the Elastic Wave Velocity of Magnetostrictive Materials)

  • 강국진;노용래
    • 한국음향학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.54-61
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    • 2001
  • 자왜 재료는 비선형 자기-탄성 특성을 갖는다고 알려져 있다. 그러나 비선형 특성을 표현하는 자왜 재료의 비선형 구조 방정식을 4차 텐서를 이용하여 유도하였고, 준선형 (quasi-linear)화시킨 압자구조방정식을 이용하여 자왜 재료 내의 파동 방정식을 유도하였다. 유도된 식을 바탕으로 자왜 재료에서 평면파가 자계 방향을 따라 전파될 때의 탄성파 속도를 구하였다. 나아가 자왜 재료 중에서 가장 널리 사용되고 있는 Terfenol-D의 탄성파 속도를 측정하여 본 연구에서 유도한 자왜 재료 비선형 구조 방정식의 타당성을 검증하였다.

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대법원청사 대법정의 음향장해 개선에 관한 연구 (A Study on the Obstacle of Acoustic in Judgment Hall Using Improvement)

  • 김정중;김용국
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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    • pp.772-777
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    • 2003
  • 우리나라의 법원청사 법정은 음향적으로 재판에 필요한 관련자의 발언을 청취하고 또한 방청석에도 명확하게 들을 수 있도록 실의 형상과 재료를 선택하여 사용목적에 알맞게 건축음향설계를 하여야 하나 법정이라는 특수한 환경을 도외시하고 거의 예외 없이 음향 전문가의 건축 음향의 기획 검토설계 없이 건축설계자와 시공자에 의하여 설계 건립되었으며 또한 준공된 예술회관과 종교단체의 건물들도 음의 장애현상으로 활용목적을 충족하지 못하는 실정이다. 본 연구는 대법원청사 대법정의 현재의 건축 구조를 본질적으로 유지하면서 재판에 관련된 관련자석과 방청석에서 발생되고 있는 음향 장해현상을 어떻게 개선할 것인가를 연구하기 위하여 대법정의 음향장애 현상을 측정분석을 통하여 주파대역별로 분석하고 건축음향 개선에 필요한 대법정의 실내 흡음력을 산출하여 대법정의 사용목적에 적합하도록 음향 개선설계를 측정 결과치를 중심 개선 방향을 설정하고 음향 시뮬레이션를 통한 음향인자를 (잔향시간, 명료도) 비교 분석 평가 분석한 결과 잔향시간 평균값이 500Hz를 기준으로 1.59대에서 음향설계결과 예측 잔향시간 값이 법정의 권장치인 잔향시간 평균값을 1.1초대로 감소 개선할 수 있는 설계 방안을 제시하였다.

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음향방출과 미세역학적시험법을 이용한 단일섬유강화 에폭시 복합재료의 비파지적 섬유파단 위치표정 및 계면물성 평가 (Nondestructive Interfacial Evaluation and fiber fracture Source Location of Single-Fiber/Epoxy Composite using Micromechanical Technique and Acoustic Emission)

  • 박종만;공진우;김대식;윤동진
    • 비파괴검사학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.418-428
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    • 2003
  • 섬유파단은 복합재료의 기계적물성을 규명하는 가장 중요한 현상 중 하나이며, 섬유파단 위치는 기지재료의 물성과 섬유표면 처리에 따라 광학현미경에 의한 방법뿐만 아니라 음향방출법을 이용하여 확인 및 상호비교 할 수 있다. 두 개의 음향방출 센서를 단일섬유강화 에폭시 복합재료 시편 표면에 부착 시켜 연속적인 섬유파단 신호를 변형률과 측정 시간에 따라 감지하였으며, 계면전단강도는 단일섬유강화 복합재료 시험에서 광학적 방법과 음향방출법을 이용하여 측정하였다. 탄소섬유의 파단 수는 섬유표면을 전기증착으로 처리한 경우가 많았으며, 광학적인 관찰 시에 좀 더 많게 나타났다. 하지만 음향방출법과 광학적 방법에 의한 섬유파단의 위치는 작은 오차범위 내에서 상호 잘 일치하는 결과를 얻을 수 있었다. 음향방출법에 의한 섬유파단 위치표정과 파형분석은 투명, 반투명 및 불투명한 복합재료의 계면물성을 비파괴적으로 측정하기 위한 유용한 방법으로 사료된다.