탄소섬유 복합재료의 파괴에 따른 b-값 분석법

Abstract

음향방출이란 재료 내부의 균열의 발생, 성장 및 파단에 의해 탄성파가 방출되는 현상이다. 이 탄성파를 분석하면 구조물에서 발생한 균열의 위치, 크기, 성장속도를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 이러한 일련의 과정을 음향방출 시험을 통한 구조건전성 모니터링이라고 정의할 수 있으며 우주항공, 건축, 토목, 발전 설비 등에서 사용하고 있다. 복합재료의 경우 신호의 개별적 수집, 분석기법은 잘 확립되어 있으나 이 신호들의 전체적인 경향에 대한 분석법은 간과되는 경향이 있다. 전통적으로 지진학과 건축학에서는 AE 신호의 강도에 따른 누적 분포의 기울기를 분석하는 b-value 분석법을 사용하였다. 작은 균열의 경우 강도가 작은 AE 신호가 많이 수집되어 기울기가 크며 큰 균열의 경우 강도가 큰 AE 신호가 많이 수집되어 기울기가 작아진다. 이 연구에서는 b-value 분석법을 섬유복합소재에 적용하는 연구를 수행하였다. 파괴 거동 분석 및 재료의 전 수명 b-value 분석을 수행하고, 복합재료의 재료적 특성에 주목하여 개선된 b-value 분석법을 제시하였다.