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판재의 초음파 비선형 특성평가를 위한 Lamb Wave 기법
Lamb Wave Technique for Ultrasonic Nonlinear Characterization in Elastic Plates 원문보기

비파괴검사학회지 = Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing, v.30 no.5, 2010년, pp.458 - 463  

이태훈 (한양대학교 자동차공학과) ,  김정석 (한양대학교 자동차공학과) ,  장경영 (한양대학교 기계공학부)

초록
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음향 비선형성은 재료 물성의 미세한 변화에 민감하기 때문에, 이를 측정하는 비선형 초음파 기술은 재료의 열화나 피로를 평가할 수 있는 기법으로 연구되어 왔다. 하지만 벌크파를 이용하는 일반적인 비선형 초음파 기법은 얇은 판재에 적용하는 것에는 여러 한계가 있다. 이와 같은 경우에는 비선형 Lamb 파의 사용을 생각할 수 있지만, Lamb 파는 벌크파와 매우 다른 전파 특성을 가지고 있어 그 비선형 특성에 대한 별도의 연구를 필요로 한다. 이를 위해 본 연구에서는 Lamb 파에서 비선형성에 의해 전파하면서 누적 성장할 수 있는 2차 고조파 모드의 발생 조건을 분석하였으며, 그 결과 네 가지 조건, 즉 (1) phase matching, (2) non-zero power flux, (3) group velocity matching, (4) non-zero out-of-plane displacement 를 제시하였다. 그리고 제시된 조건으로 알루미늄 판재에 대책 실험한 결과 이론 예측과 동일하게 전파 거리에 따라 2차 고조파 성분의 크기와 비선형 파라미터가 증가하였고, Al6061-T6 과 Al1100-H14에서 측정된 상대적인 비선형 파라미터의 비율이 이론적인 비율과 근접함을 보였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Since the acoustic nonlinearity is sensitive to the minute variation of material properties, the nonlinear ultrasonic technique(NUT) has been considered as a promising method to evaluate the material degradation or fatigue. However, there are certain limitations to apply the conventional NUT using t...

주제어

참고문헌 (14)

  1. ?A. Hikata, B. B. Chick, and C. Elbaum, "Effect of dislocations on finite amplitude ultrasonic waves in aluminum," Applied Physics Letters, Vol. 3, No. 11, pp. 195-197 (1963) 

  2. ?T. Suzuki, A. Hikata and C. Elbaum, "Anharmonicity due to glide motion of dislocations," Journal of Applied Physics, Vol. 35, No.9, pp. 2761-2766 (1964) 

  3. ?A. Hikata, B. B. Chick and C. Elbaum, "Dislocation contribution to the second harmonic generation of ultrasonic waves," Journal of Applied Physics, Vol. 36, No.1, pp. 229-236 (1964) 

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  5. ?J. K. Na, J. H. Cantrell, and W. T. Yost, "Linear and nonlinear ultrasonic properties of fatigued 410Cb stainless steel," Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation, Vol. 15, pp. 1347-1351 (1996) 

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  11. ?W. J. N. de Lima, M. F. Hamilton, "Finite-amplitude waves in isotropic elastic plates," Journal of Sound and Vibration, Vol. 265, pp. 819-839 (2003) 

  12. ?W. J. N. de Lima, M. F. Hamilton, "Finite amplitude waves in isotropic elastic waveguides with arbitrary constant cross-sectional area," Wave Motion, Vol. 41, pp. 1-11 (2005) 

  13. ?Jaeik Lee, Goodo Kwon, Taehun Lee and Kyung-Young Jhang, "Acoustic nonlinearity of surface wave and experimental verification of characteristics," Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing, Vol. 29, No.4, pp. 344-350 (2009) 

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