초음파전파영상화 시스템을 이용한 복합재 격자 구조체 비파괴평가 기술 연구

Abstract

복합재 격자 구조체의 뛰어난 물성으로 인해 항공우주분야에서 특히 그 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 국내에서도 복합재 격자 구조체의 제작 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으나 아직 국내에는 복합재 격자 구조체를 고속으로 비파괴평가를 할 수 있는 기술을 보유하고 있지 않다. 따라서 복합재 격자 구조체를 제작하는데 있어서 단계적으로 구조에 발생한 결함과 손상을 검사할 수 있는 비파괴평가 기술로 레이저 기반 초음파전파영상화 시스템을 적용시켜 성능을 확인하고 복합재 격자 구조체의 비파괴평가 가능성을 확인하고자 한다. 그 중 펄스에코 초음파전파영상화 시스템을 통해 복합재 격자 구조의 외피와 리브 사이의 접착분리 결함을 검사할 수 있었다. 또한, 검사 시간을 줄이고 검사 주파수 영역의 최적화를 위해 밴드 디바이더를 개발해 성능을 확인하였고, 곡률에 의해 손상이 가려지는 효과를 보정하기 위해 곡률 보상 알고리즘을 개발하였다. 유도파 기반 초음파전파영상화 시스템으로 리브에 존재하는 결함들을 검사할 수 있었으며, 검사영역 중 결함이 있는 곳을 가시화 하기 위해 다중 소스 초음파전파영상을 만들고 가변 시간 창 신호 크기 이미지 알고리즘을 적용하여 강조하였다. 이를 통해 레이저 기반 초음파전파영상화 시스템이 복합재 격자 구조체 비파괴평가에 적용시킬 수 있다는 가능성을 확인할 수 있었다.