Skip to main content

10.08.2024

Analysis and Clustering of Acoustic Emission Signals in the Tensile Deformation of AZ31B

verfasst von: Jae-Hyeong Yu, Jung-Sik Yoon, In-Gyu Choi, John S. Kang, Wanjin Chung, Chang-Whan Lee

Erschienen in: Metals and Materials International

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

The application of acoustic emission (AE) has applied to detect the yield and fracture of materials. In this study, the deformation characteristics of the magnesium alloy (AZ31B-H24) were characterized during tensile testing using AE signals. First, the AE signals of AZ31B-H24 sheets with thicknesses of 1 and 3 mm were investigated during tensile deformation. Numerous AE signals were generated during yielding and fracture, and their signal characteristics were analyzed. The signals for yield deformation and fracture deformation were observed to differ. The duration of the yield signal was longer than that of the fracture signal, and the energy of the yield signal was lower than that of the fracture signal. Based on these characteristics, the AE signals were categorized using the clustering method, an unsupervised learning algorithm, into four categories: Cluster 1 comprises the AE data obtained at the yield point of the magnesium alloy plate. Clusters 2 and 3 comprise those obtained in the stages from work hardening to failure. Finally, Cluster 4 comprises those obtained during the fracture point. The average value of each AE parameter was obtained. In the frequency domain, the peak frequency of the yield signal was higher than that of the fracture signal. The energy and amplitude of the signal were the highest in the fracture.

Graphical Abstract

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
1.
Zurück zum Zitat E.P. Papadakis, Acta Acust. Acust. 46, 293–298 (1980) E.P. Papadakis, Acta Acust. Acust. 46, 293–298 (1980)
2.
Zurück zum Zitat C.B. Scruby, J.C. Collingwood, H.N.G. Wadley, J. Phys. D Appl. Phys. 11, 2359 (1978)CrossRef C.B. Scruby, J.C. Collingwood, H.N.G. Wadley, J. Phys. D Appl. Phys. 11, 2359 (1978)CrossRef
3.
4.
6.
Zurück zum Zitat Y.S. Joo, S.H. Lim, H.S. Eom, J.H. Kim, Characteristics of acoustic emission signal during tensile test of nuclear power plant materials, KAERI/TR-2800/2004 (Korea Atomic Energy Research Institute, Daejeon, 2004) Y.S. Joo, S.H. Lim, H.S. Eom, J.H. Kim, Characteristics of acoustic emission signal during tensile test of nuclear power plant materials, KAERI/TR-2800/2004 (Korea Atomic Energy Research Institute, Daejeon, 2004)
7.
Zurück zum Zitat Y. Byun, S. Kim, J. Seong, B. Chun, H. Jung, J. Korean GEO-Environ. Soc. 15, 5–12 (2014)CrossRef Y. Byun, S. Kim, J. Seong, B. Chun, H. Jung, J. Korean GEO-Environ. Soc. 15, 5–12 (2014)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat D.H. Kim, S.B. Lee, D.M. Bae, B.S. Yang, J. Korean Soc. Nondestruct. Test. 36, 45–52 (2016)CrossRef D.H. Kim, S.B. Lee, D.M. Bae, B.S. Yang, J. Korean Soc. Nondestruct. Test. 36, 45–52 (2016)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat M. Shehadeh, A. Osman, A.A. Elbatran, J. Steel, R. Reuben, Machines 9, 73 (2021)CrossRef M. Shehadeh, A. Osman, A.A. Elbatran, J. Steel, R. Reuben, Machines 9, 73 (2021)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat W. M. Mullins, R. D. Irwin, I. J. C. Malas and S. Venugopal, Scripta Materialia 36 (1997). W. M. Mullins, R. D. Irwin, I. J. C. Malas and S. Venugopal, Scripta Materialia 36 (1997).
11.
Zurück zum Zitat B.-A. Behrens, A. Bouguecha, C. Buse, K. Wölki, A. Santangelo, Arch. Civ. Mech. Eng. 16, 724–733 (2016)CrossRef B.-A. Behrens, A. Bouguecha, C. Buse, K. Wölki, A. Santangelo, Arch. Civ. Mech. Eng. 16, 724–733 (2016)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat B.-A. Behrens, S. Hübner, K. Wölki, J. Manuf. Process. 29, 281–288 (2017)CrossRef B.-A. Behrens, S. Hübner, K. Wölki, J. Manuf. Process. 29, 281–288 (2017)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat P. Zhao, J. Jiao, Y. Tang, G. Fang, Int. J. Adv. Manuf. Technol. 117, 675–688 (2021)CrossRef P. Zhao, J. Jiao, Y. Tang, G. Fang, Int. J. Adv. Manuf. Technol. 117, 675–688 (2021)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat M. Baral, A. Al-Jewad, A. Breunig, P. Groche, J. Ha, Y.P. Korkolis, B.L. Kinsey, J. Mater. Process. Technol. 310, 117758 (2022)CrossRef M. Baral, A. Al-Jewad, A. Breunig, P. Groche, J. Ha, Y.P. Korkolis, B.L. Kinsey, J. Mater. Process. Technol. 310, 117758 (2022)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat M. Chai, Z. Zhang, Q. Duan, Y. Song, Int. J. Fatigue 109, 145–156 (2018)CrossRef M. Chai, Z. Zhang, Q. Duan, Y. Song, Int. J. Fatigue 109, 145–156 (2018)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat B. Wisner, K. Mazur, V. Perumal, K.P. Baxevanakis, L. An, G. Feng, A. Kontsos, Eng. Fract. Mech. 210, 367–380 (2019)CrossRef B. Wisner, K. Mazur, V. Perumal, K.P. Baxevanakis, L. An, G. Feng, A. Kontsos, Eng. Fract. Mech. 210, 367–380 (2019)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat R. Joseph, M.Y. Bhuiyan, V. Giurgiutiu, Eng. Fract. Mech. 217, 106544 (2019)CrossRef R. Joseph, M.Y. Bhuiyan, V. Giurgiutiu, Eng. Fract. Mech. 217, 106544 (2019)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat C. Muir, B. Swaminathan, A.S. Almansour, K. Sevener, C. Smith, M. Presby, J.D. Kiser, T.M. Pollock, S. Daly, npj Comput. Mater. 7, 95 (2021)CrossRef C. Muir, B. Swaminathan, A.S. Almansour, K. Sevener, C. Smith, M. Presby, J.D. Kiser, T.M. Pollock, S. Daly, npj Comput. Mater. 7, 95 (2021)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat S. Samiei, G. Dini, M. Ebrahimian-Hosseinabadi, Met. Mater. Int. 29, 192–203 (2023)CrossRef S. Samiei, G. Dini, M. Ebrahimian-Hosseinabadi, Met. Mater. Int. 29, 192–203 (2023)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat J. Bohlen, F. Chmelı́k, P. Dobroň, F. Kaiser, D. Letzig, P. Lukáč, K.U. Kainer, J. Alloys Compd. 378, 207–213 (2004) J. Bohlen, F. Chmelı́k, P. Dobroň, F. Kaiser, D. Letzig, P. Lukáč, K.U. Kainer, J. Alloys Compd. 378, 207–213 (2004)
21.
Zurück zum Zitat R. Kocich, M. Cagala, J. Crha and P. Kozelsky, Character of acoustic emission signal generated during plastic deformation, in Proceedings of 30th European Conference on Acoustic Emission Testing & 7th International Conference on Acoustic Emission, Granada, 12–15 September 2012 R. Kocich, M. Cagala, J. Crha and P. Kozelsky, Character of acoustic emission signal generated during plastic deformation, in Proceedings of 30th European Conference on Acoustic Emission Testing & 7th International Conference on Acoustic Emission, Granada, 12–15 September 2012
22.
23.
Zurück zum Zitat S. Kawai, Y. Yoshida, H. Asano, S. Miura, M. Kobayashi, J.-I. Shibano, Mater. Sci. Eng. A 668, 120–124 (2016)CrossRef S. Kawai, Y. Yoshida, H. Asano, S. Miura, M. Kobayashi, J.-I. Shibano, Mater. Sci. Eng. A 668, 120–124 (2016)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat M.R. Gorman, IEEE 1991 Ultrasonics Symposium 2, 1039–1046 (1991) M.R. Gorman, IEEE 1991 Ultrasonics Symposium 2, 1039–1046 (1991)
25.
Zurück zum Zitat J. Koike, T. Kobayashi, T. Mukai, H. Watanabe, M. Suzuki, K. Maruyama, K. Higashi, Acta Mater. 51, 2055–2065 (2003)CrossRef J. Koike, T. Kobayashi, T. Mukai, H. Watanabe, M. Suzuki, K. Maruyama, K. Higashi, Acta Mater. 51, 2055–2065 (2003)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat X.Y. Lou, M. Li, R.K. Boger, S.R. Agnew, R.H. Wagoner, Int. J. Plast. 23, 44–86 (2007)CrossRef X.Y. Lou, M. Li, R.K. Boger, S.R. Agnew, R.H. Wagoner, Int. J. Plast. 23, 44–86 (2007)CrossRef
27.
29.
Zurück zum Zitat K. Barat, H.N. Bar, D. Mandal, H. Roy, S. Sivaprasad, S. Tarafder, Mater. Sci. Eng. A 597, 37–45 (2014)CrossRef K. Barat, H.N. Bar, D. Mandal, H. Roy, S. Sivaprasad, S. Tarafder, Mater. Sci. Eng. A 597, 37–45 (2014)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat H.T. Wang, X.F. Xian, G.Z. Yin, J. Xu, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 37, 543–547 (2000)CrossRef H.T. Wang, X.F. Xian, G.Z. Yin, J. Xu, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 37, 543–547 (2000)CrossRef
31.
33.
Zurück zum Zitat D.A. Reynolds, Encycl. Biom. 741, 659–663 (2009) D.A. Reynolds, Encycl. Biom. 741, 659–663 (2009)
Metadaten
Titel
Analysis and Clustering of Acoustic Emission Signals in the Tensile Deformation of AZ31B
verfasst von
Jae-Hyeong Yu
Jung-Sik Yoon
In-Gyu Choi
John S. Kang
Wanjin Chung
Chang-Whan Lee
Publikationsdatum
10.08.2024
Verlag
The Korean Institute of Metals and Materials
Erschienen in
Metals and Materials International
Print ISSN: 1598-9623
Elektronische ISSN: 2005-4149
DOI
https://doi.org/10.1007/s12540-024-01771-0

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.