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SHPB 고속충돌 시험을 이용한 고속충돌 음향방출 측정 시스템에 있어서, SHPB 고속충돌 시험에 사용되는 SHPB(10)의 시험편(15)으로부터 일정 거리를 가지고 연결된 하나 이상의 음향방출 센서(150)를 통해 응력파를 감지하는 응력파 감지부(100)와; 상기 시험편(15)으로부터 획득한 응력파를 단시간 퓨리에 변환 또는 웨이블릿 변환을 통해서 신호를 시간-주파수 영역으로 처리하여 신호를 출력하고 해석하는 신호처리부(200)와; 상기 시험편(15)에 인가된 고속 충격하중에 따라 측정한 변위와 하중을 통해서 변형전 길이로 나눈 변형률 및 상기 시험편(15)의 단위면적당 인가된 응력을 출력하고 소성변형이 개시되는 항복응력을 산출하는 산출부(300)와; 주사전자현미경(SEM, 450)을 이용하여 상기 시험편(15)의 파단면을 관찰하는 SEM부(400)와;상기 시험편(15)에 인가된 하중의 측정값, 변위, 응력, 변형률 및 항복응력을 제어하는 중앙제어부(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속충돌 음향방출 측정 시스템
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제 1 항에 있어서, 상기 음향방출 센서(150)는 상기 시험편(15)에 직접 접촉되지 않고 웨이브 가이드라인(155)을 통해 응력파를 수신하여 고속충돌시의 응력파 감지를 수행하는 것을 특징으로 하는 고속충돌 음향방출 측정 시스템
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제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 응력파 감지부(100)는, 상기 시험편(15)과 연결된 상기 음향방출 센서(150)에서 받아들이는 신호로부터 음향방출 인자를 설정하는 인자 설정모듈(110)과, 설정된 음향방출 인자를 제어하기 위한 제어모듈(120) 및 설정된 음향방출 인자와 함께 응력파형을 출력하는 출력 모듈(130)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속충돌 음향방출 측정 시스템
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제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 신호처리부(200)는 상기 응력파 감지부(100)에서 출력되는 응력파의 파형을 획득하는 파형 획득 모듈(210)과, 획득된 응력파의 파형을 단시간 퓨리에 변환 또는 웨이블릿 변환시키는 변환 모듈(220) 및 상기 변환 모듈에 변환된 응력파형의 신호를 시간-주파수 영역으로 출력하는 시간-주파수 출력 모듈(230)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속충돌 음향방출 측정 시스템
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제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 산출부(300)는, 상기 시험편(15)의 단위면적당 인가된 충격 하중인 충격응력을 산출하는 응력 산출모듈(310)과, 상기 시험편(15)에 충격 하중을 가한 후에 상기 시험편(15)에 인가된 충격 하중에 따른 변위를 변형전 시험편 길이로 나누어 변형률을 산출하는 변형률 산출모듈(320) 및 상기 응력 산출모듈(310)에 의해 산출된 응력과 상기 변형률 산출모듈(320)에 의해 산출된 변형률에 따른 응력-변형률 관계로부터 0
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제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 SEM부(400)는 주사전자현미경을 제어하는 SEM 제어모듈(410)과, 상기 주사전자현미경으로부터 수신된 영상신호를 이용하여 상기 시험편(15)의 파단면을 관찰하는 파면 관찰모듈(420) 및 상기 시험편(15)의 파면관찰 결과 중 손상상태를 출력하는 SEM 출력모듈(430)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속충돌 음향방출 측정 시스템
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SHPB 고속충돌 시험시 발생하는 응력파를 해석하고 신호를 처리하는 고속충돌 음향방출 측정 방법에 있어서,시험편(15)이 구비된 SHPB(10)에 고속의 충격하중을 가한 후(S20) 고속충돌시 발생하는 응력파를 음향방출 센서(150)를 통해 감지하고, 이에 대한 단시간 퓨리에 변환을 통해 시간-주파수 영역으로 처리함으로써, 지배 주파수 성분으로 손상기구를 식별하는 신호처리 단계(S30)와;상기 시험편(15)에 인가된 충격하중에 의한 변형률 및 응력을 출력하고 소성변형이 개시되는 항복응력을 산출하는 항복응력 산출단계(S40)와;고속충돌에 의해 파단된 상기 시험편(15)의 파단면을 주사전자현미경을 통해 관찰하는 파단면 관찰단계(S50); 및상기 단계들에서 파악된 고속충격시 재료 내부에서 발생하는 파손 모드와, 상기 시험편(15)의 파면 형상 및 상기 시험편(15)의 항복응력 데이터로부터 상기 시험편(15)에 대한 고속충격 특성을 정량적으로 도출하는 특성 도출단계(S60);를 포함하고, 상기 신호처리 단계(30)는, 상기 음향방출 센서(150)를 이용하여 응력파를 감지(S31)한 한 후, 파형 획득모듈(210)을 이용하여 응력파를 획득(S32)하고, 변환 모듈(220)을 이용한 단시간 퓨리에 변환을 통해 획득된 응력파를 시간-주파수 영역으로 처리(S33)한 후, 시간-주파수 출력 모듈(230)을 통해 응력파의 시간-주파수를 출력(S34)하는 것을 특징으로 하는 고속충돌 음향방출 측정방법
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제 8 항에 있어서,상기 신호처리 단계(S30)에서 응력파를 시간-주파수 영역으로 처리할 때 단시간 퓨리에 변환 대신 웨이블릿 변환을 이용하는 것을 특징으로 하는 고속충돌 음향방출 측정 방법
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제 8 항에 있어서,상기 항복응력 산출단계(S40)는, 상기 시험편(15)에 충격을 가한 후 상기 시험편(15)의 단위면적당 인가된 충격하중인 충격응력을 산출(S41)하고, 스트레인 게이지(30)를 이용하여 변위를 측정하여 인가된 하중에 따른 변위를 변형전 변위로 나누어 변형률을 산출(S42)하며, 산출된 충격응력 및 변형률에 따른 응력-변형률 곡선을 이용하여 항복응력을 산출(S43)하는 것을 특징으로 하는 고속충돌 음향방출 측정 방법
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제 8 항, 제10항, 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 항복응력 산출단계(S40)는 응력-변형률 관계로부터 0
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