Study on the Fatigue Crack Behavior by the Stress Intensity Factor and AE Parameters

응력확대계수와 음향방출 변수를 이용한 피로균열 거동 연구

By using the relation between stress intensity factor and AE parameter, new approach method for assessing the crack length and detectability of crack was proposed. Laboratory experiment was carried out to identify AE characteristics of fatigue cracks for compact tension specimen. The relationship between a stress intensity factor and AE signals activity as well as conventional AE parameter analysis was discussed. As a result, the features of specific parameter such as the length of crack growth the AE energy, the AE peak amplitude, and the cumulative AE hits, showed the almost same trend in their increase as the number of fatigue cycle increased. From the comparisons of peak amplitude and AE energy with stress intensity factor, it was verified that the higher stress intensity factors generated AE signals with higher peak amplitude and a larger number of AE counts. If we can get more reliable database for the relation between AE parameters and stress intensity factor, this approach will provide a good information for evaluating both the existence of crack and the minimum detectable size of crack.

응력확대계수와 음향방출 발생 관계를 이용해 균열 길이 및 균열 검출 능력을 평가할 수 있는 새로운 접근 방법을 파괴역학적인 관점에서 제시하였다. 이를 위해 강 교량 부재인 SWS 490B 강의 피로 균열 활동도를 음향방출 시험을 통해 관찰하였다. 표준 CT 시편에 대한 피로균열 진전 시 AE 특성을 관찰하는 실험을 진행하였으며, 기존의 AE 파라미터 분석은 물론 응력확대계수와 AE 발생거동 사이의 관계를 논의하였다. CT 시편 실험 결과에서 균열 성장 길이, AE 최대진폭, AE 에너지, AE hit 발생율 등과 같은 특정 변수들은 응력확대계수 값이 증가함에 따라 이들 값도 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 피로사이클 수에 따른 AE 에너지의 변화는 균열진전에 대한 활동성을 평가하는데 사용되는 효과적인 변수중의 하나임을 보여 주었으며, AE 에너지 분석은 균열 활동도와 AE 변수 사이의 관계를 평가하는데 사용될 수 있을 것으로 판단된다.