스테인리스 스틸의 소성변형 비파괴 추정을 위한 GMR 센서 기반 와전류 계측 = Nondestructive Estimation of Plastic Deformation in Stainless Steel Using GMR Sensor-based Eddy Current Measurement

국문 초록 (Abstract)

강구조물에 자동차나 선박의 충돌 혹은 지진 하중으로 인해 항복 강도 이상의 인장력이 가해지는 경우, 금속 부재에 소성변형이 발생한다. 강구조물의 소성변형은 피로균열을 유발할 수 있으며 시간이 지남에 따라 균열이 점진적으로 발전하여 구조물의 갑작스러운 붕괴를 발생시킬 수 있다. 이로 인한 피해와 사고를 예방하기 위해 사전에 강 부재의 소성변형을 정확히 진단하는 것이 매우 중요하다. 금속 재료의 소성변형은 재료의 입자 배열 변화를 유발하고 이는 부재의 전기저항(또는 전기전도도)의 변화를 발생시킨다. 따라서, 본 연구에서는 거대자기저항(Giant Magneto-Resistive, GMR) 센서 기반의 와전류 계측을 사용하여, 스테인리스스틸(SUS304)의 소성변형에 따른 전기전도도의 정성적 변화를 비파괴적으로 추정하였다. 실험결과, 소성변형률이 증가함에 따라 와전류 계측 신호의 위상값과 진폭값이 증가하는 경향을 확인할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

When tensile forces exceeding the yield strength are applied to steel structures owing to impacts from vehicles, ships, or seismic loads, plastic deformation can occur in metallic structural members. This deformation may lead to fatigue cracks, which can gradually propagate over time, potentially causing catastrophic structural failure. Therefore, accurately detecting plastic deformation in advance is crucial for preventing failures. Plastic deformation in metallic materials causes perturbation (or dislocation) in the material lattice, thereby leading to changes in electrical resistance (or electrical conductivity). This study qualitatively and indirectly estimates the variation in the electrical conductivity of stainless steel (SUS304) induced by plastic deformation using a Giant Magneto-Resistive (GMR) sensor-based eddy current measurement. The experimental results indicate that the amplitude and phase values of the eddy current signal increase with an increase in plastic deformation.