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마모 입자가 음향방출신호에 미치는 영향에 관한 연구
Investigation of the Effect of Wear Particles on the Acoustic Emission Signal 원문보기

한국윤활학회지 = Tribology and lubricants, v.35 no.5, 2019년, pp.317 - 322  

한재호 (연세대학교 대학원 기계공학과) ,  신동갑 (연세대학교 대학원 기계공학과) ,  김대은 (연세대학교 기계공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In spite of progress in tribological research, machine component failure due to friction and wear has been reported frequently. This failure may lead to secondary damage that can cause huge expense for maintenance and repair. To prevent economic loss, it is important to detect and predict the initia...

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 다양한 재료의 파괴 메커니즘 중 접촉면 사이에서 발생한 마모 입자가 마찰 현상과 AE 신호 에 미치는 영향을 파악하기 위해 마찰시험을 진행하였다. 마찰시험 중에는 AE 센서를 시편에 부착하여 AE 신호를 확보하였고 이를 마찰시험 결과와 비교하였다.
  • 본 연구에서는 마모 입자가 마찰과 AE 신호에 미치는 영향을 분석하기 위해 마찰시험을 진행하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
  • 실험 후에는 마모 입자가 마모에 미치는 영향을 파악하기 위해 3D 공초점 레이저 현미경을 활용해 마모 형상을 확보하였다. 이를 통해 마찰 현상에 있어 마모 입자가 마찰, 마모 특성과 AE 신호에 미치는 영향을 파악하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Acoustic Emission에 대한 선행연구는 무엇이 있는가? 기계 부품의 파손 시 축적된 변형에너지가 탄성파의 형태인 Acoustic Emission (AE) 신호로 방출되는데[5], 이를 계측하여 기계 부품의 파괴를 예측 및 판단 할 수 있다. 선행 연구 사례에서 AE 신호를 통해 풍력발전기, 발전소 설비 등과 같은 주변 노이즈가 심한 환경에서도 기계 부품에 발생하는 파괴를 검출 할 수 있음이 검증 되었다[6,7]. 또한, 기계 부품의 파괴를 검출하는 것 외에도 AE 신호를 분석하여 파괴가 발생한 위치를 예측 가능성이 검증 되었다[8]. 이와 같은 시스템의 이상을 검진하기 위해 다양한 형태로 나타나는 재료의 파괴 메커니즘과 AE 신호에 대한 폭넓은 이해가 필요하다.
band width 타입의 AE 센서의 역할은 무엇인가? 마찰시험 중 AE 신호의 계측은 신호의 시간 도메인변수 외에도 주파수 도메인 변수를 관찰하기 위해 band width 타입의 AE 센서를 사용하였다. 또한, 선행 연구자료를 바탕으로 마모 입자의 발생으로 인해 발생하는 AE 신호의 주파수 대역이 300 kHz 임을 확인하였으며 실험에 사용한 AE 센서는 0.
기계 시스템의 이상을 감지하여 대처하는 것이 중요한 이유는 무엇인가? 맞닿아 움직이는 기계 부품의 표면에는 진동에 의해 국부적인 응력 집중이 발생하여 마모 또는 균열이 발생한다[1-3]. 기계 부품의 마모 또는 균열은 기계부품의 성능저하 또는 전체 시스템의 파손으로 이어질 수 있기 때문에 기계 시스템의 이상을 감지하여 대처하는 것은 매우 중요하다[4]. 기계 부품의 파손 시 축적된 변형에너지가 탄성파의 형태인 Acoustic Emission (AE) 신호로 방출되는데[5], 이를 계측하여 기계 부품의 파괴를 예측 및 판단 할 수 있다.
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참고문헌 (15)

  1. Lee T. H., Suh J. H., Park N. G., "Transmission Error Analysis of ZI and ZA Profile Worm Gears", Tribol. Lubr., Vol.34, No.6, pp.325-331, 2018, https://doi.org/10.9725/kts.2018.34.6.325 

  2. Chen S. M., "During Motoring Start-up and Coast-down Cycles - Part I: Study on the Change in Oil Film Thickness at Potential Wear Regions", J. Korean Soc. Tribol. Lubr. Eng., Vol.33, No.4, pp.153-167, 2017, https://doi.org/10.9725/kstle.2017.33.4.153 

  3. Kang K. M., Shin D. G., Park Y. H., Kim S. W., Kim D. E., "A Study on the Tribological Characteristics of Low Friction Coating Deposited on SUJ2 Bearing Steel", Tribol. Lubr., Vol.34, No.6, pp.254-261, 2018, https://doi.org/10.9725/kts.2018.34.6.254. 

  4. Han D. L., Kim T. H., Kim D. E., "Study on the Superlubricity and Running-in Period of Vitreous Enamel Coating using Phosphoric Acid", Tribol. Lubr., Vol.34, No.6, pp.235-240, 2018, https://doi.org/10.9725/kts.2018.34.6.235 

  5. Hase M., Wada H., Mishina, "The Relationship between Acoustic Emissions and Wear Particles for repeated Dry Rubbing", Wear, Vol.265, No.5-6, pp.831-839, 2008. 

  6. Tchakoua P., Wamkeue R., Ouhrouche M., Slaoui-Hasnaoui F., Tameghe T. A., Ekemb G., "Wind Turbine Condition Monitoring: State-of-the-art Review, New Trends, and Future Challenges", Energies, Vol.7, No.4, pp.2595-2630, 2014. 

  7. Kim D. H., Lee S. B., Bae D. M., Yang B. S., "Early Shell Crack Detection Technique Using Acoustic Emission Energy Parameter Blast Furnaces", J. Korean Soc. Nondestruc. Test., Vol.36, No.1, pp.45-52, 2016. 

  8. Gao G., Xing Y., "Monitoring the Evolution of Crazing Damage in an Area Under Stress Concentration Via Acoustic Emission.", Int. J. Precis. Manuf., Vol.19, No.4, pp.561-568, 2018. 

  9. Lee S. M., Moon J. T., Kim D. E., "Relationship between Takeoff Behavior of Hard-disk Slider and AE Signal", J. Korean Soc. Tribol. Lubr. Eng., Vol.17, No.1, pp.40-55, 2001, https://doi.org/10.9725/kstle.2001.17.1.40 

  10. Hase M., Mishina, Wada H., "Correlation between Features of Acoustic Emission Signals and Mechanical Wear Mechanisms", Wear, Vol.292, pp.144-150, 2012. 

  11. Nam J. H., Do H. C., Kang J. Y., "Effect of Groove Surface on Friction Noise and its Mechanism.", Int. J. Precis. Manuf., Vol.18, No.8, pp.1165-1172, 2017. 

  12. Chung K. H., Oh J. K., Moon J. T., Kim, D. E., "Particle Monitoring Method Using Acoustic Emission Signal for Analysis of slider/disk/particle Interaction", Tribol. Int., Vol.37, No.10, pp.849-857, 2004. 

  13. Chang H., Han E. H., Wang J. Q., Ke W., "Acoustic Emission Study of Fatigue Crack closure Closure of Physical Short and Long Cracks for Aluminum Alloy LY12CZ.", Int. J. Fatigue, Vol. 31, No. 3, pp. 403-407, 2009. 

  14. Sagasta F., Tee K. F., Piotrkowski R., "Lamb Modes Detection Using Cumulative Shannon Entropy with Improved Estimation of Arrival Time.", J. Nondestr. Eval., Vol.38, No.1, 2019. 

  15. Kim H. G., Kim T. H., Kim J. K., Jang Y. J., Kang Y. J., Kim D. E., "Water Lubrication Characteristics and Effect of Nano Particles Based on the Substrate", J. Korean Soc. Tribol. Lubr. Eng., Vol.33, No.6, pp.245-250, 2017, https://doi.org/10.9725/kstle.2017.33.6.245 

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