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490 초 음 파 투 과 검 사 종파의 음속 측정하기 |실습과제 7| 음파가 전파하는 속도를 음속이라 부르고, 음속은 초음파의 종류나 전파하는 물질에 따라 다르다. 예를 들면 강에서의 종파 음속은 약 5,900m/s이다. 초음파탐상기의 횡축은 시간을 나타내고 시험체의 음속이 일정하면 거리로 표시하는 것이 가능하다. 따라서 STB-A1으로 횡 축을 조정한 경우 시험체의 음속은 그것과 동등한 강이면 에코의 빔 진행거리를 읽고 결함의 위치나 두께를 추정하면 좋다. 그러나 음속이 다른 경우에는 빔 진행거리로부터 정확히 거리 를 읽는 것은 어렵다. 초음파탐상시험에서 결함위치를 정확히 구하기 위해, 또 정확한 두께를 측정하기 위해서는 시험체의 정확한 음속측정이 불가결한 요소이다. 시험체의 탄성율, 밀도, 포아송비 등의 물성치나 응력이 변화하면 음속도 변화하기 때문에 음속을 아는 것에 의해 시 험체 재질의 판별, 결함의 검출 및 잔류응력측정 등이 가능하게 된다. 초음파가 매질 중을 전 파하는 속도, 즉 음속 C는 다음의 탄성매질의 정수로 표시된다. C= t ( ) E( ) 여기서, 포아슨 비를 고려한 종파속도 C L , 횡파속도 C S 는 다음 식으로 표시된다. (1 ) +(4/ 3) = = (1+ )(1 2 ) L E K C - n m r n - n r = = 2 (1+ ) S E C m r n r 여기서, E는 영율(Young's modulus), n는 포아송 비(Poisson's ratio), K는 체적탄성계수(Shear modulus), m는 Lame constant이다. 종파속도와 횡파속도의 비는 포아송 비에 따라 다르나 종 파속도의 약 1/2 정도이다. 표면파의 속도 역시 포아송 비에 관계하나 횡파속도의 약 90% 정 도이다. 판파의 속도는 주파수와 판의 두께에 따라 다르게 변화한다. 또, 판파에는 위상속도 (phase velocity) C P 와 실제의 펄스가 전파하는 군속도(group velocity) Cg가 있다. 탄성계수 밀도 비파괴1권-인쇄용.indb 490 2014-12-23 오후 4:43:21
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실습과제 7. 종파의 음속 측정하기
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