[고체역학 실험] 초음파 실험

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목차

1.실험목적

2.관련이론 및 공식

3.실험 장치

4.실험방법

5.실험결과

본문내용

아니라 불연속의 방향에 따라 탐상결과가 크게 달라지지 않는다.투과법에서는 검사감도를 높이기 위해 송신진동자로는 초음파 발생효율이 가장 높은 지르콘-티탄산납 진동자를 사용하고 수신 진동자로는 초음파의 수신효율이 가장 높은 황산리튬을 사용하여 검출효율을 높일수 있다.
*공진법
시험편에 가해진 초음파의 진동수와 시험편의 고유진동수가 일치할 때 진동의 진폭이 커지는 현상 즉 공진현상을 이용하여 주로 시험편의 두께측정 등에 적용한다. 공진법은 연속종파를 사용하고, 주파수는 파가 정지파(Standing Wave)로 고정될 때까지 변하여 시험편의 공진상태에서 결함의 존재유무, 재질, 두께 등을 측정하는 방법이다.
*관련식
- 속도
-
- 탄성계수
: 탄성 계수는 고체 역학에서 재료의 강성도를 나타내는 값입니다. 탄성 계수는 응력과 변형도의 비율로 정의됩니다. 재료의 시험편에 대한 인장 또는 전단 시험으로 얻은 응력-변형도 선도의 탄성 구간 기울기로부터 탄성 계수를 결정할 수 있습니다. 저희는 밀도와 종파속도, 횡파속도를 통해 탄성계수를 구하 였습니다.
-
3.실험 장치
Oscilloscope
<펄스리시버> <시편>
<횡파센서> <종파센서>
4.실험방법
재료를 준비한다.
횡파센서를 펄스리시버 뒤쪽에 TR(펄스반사법) 부분과 연결한다.
공기층을 없애기 위해 접촉 매질을 재료표면에 발라준다.
횡파센서를 접촉매질이 발려진 재료표면에 접촉 시켜 준다.
오실로스코프 화면상에 x 축으로 왔다간 시간을 측정한다.
측정된 재료는 접촉매질을 닦아준 후 길이를 측정한다.
종파센서도 종파센서와 같이 실험한다.
5.실험결과
<알루미늄 횡파> <알루미늄 종파>
<황동 횡파> <황동 종파>


<주철 횡파> <주철 종파>
<세라믹 횡파> <세라믹 종파>
　
두께[mm]
종파 시간(ts)[㎲]
횡파 시간(tp)[㎲]
알루미늄(AL)
30
9.084
19.008
주철
30
13.08
23.83
탄소강(S20C)
20
6.836
12.308
탄소강(S45C)
30.1
10.24
18.200
황동
30
13.002
24.39
세라믹
30
5.703
9.532
<측정값>
<이론값>
　
밀도[kg/m3]　
탄성계수 E[Gpa]
알루미늄(AL)
　
2700
　
　
68
　
주철
　
7150
　
110
~
138
탄소강(S20C)
　
7870
　
　
205
　
탄소강(S45C)
　
7850
　
　
205
　
황동
8400
97
~
115
세라믹
　
3960
　
　
370
　
<계산값>
　
종파속도(VL)[m/s]
횡파속도(VS)[m/s]
탄성계수 E[Gpa]
알루미늄(AL)
6605.02
3156.57
72.7
주철
4587.16
2517.83
116.4
탄소강(S20C)
5851.38
3249.92
212.2
탄소강(S45C)
6054.69
3406.6
231.1
황동
4614.67
2460.02
132.3
세라믹
10520.78
6294.59
383.2

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