아음속 수송체 프레임 판재의 유도초음파 및 초음파 진동 특성 기반 감육 검사 기법 연구

초록

본 논문은 초음파 및 진동을 응용하여 아음속 캡슐 차량에 대한 비파괴 평가 기술에 관한 연구이다. 구조 건전성 모니터링(Structural Health monitoring: SHM)과 장거리 검사에 강점을 지닌 유도초음파 현상을 적용하여 메인 프레임 본체와 샤시를 구성하고 있는 알루미늄(AL2024 T-351) 판재에 대한 건전성 평가를 수행하였다. 두께 5% 미만의 감육 변화를 검증하기 위해 진폭 감쇠 방법, 음향 비선형성 및 고주파수 고유 진동수 분석 기법을 적용하고, 이를 검증하기 위한 적합한 유도초음파 모드 선정 기법을 수행했다. 유한요소해석을 이용한 고주파수 고유 진동수 검증을 통해, 감육에 따른 고유진동수 이동 현상을 확인하였다. 램파 A1모드를 이용한 검증에서, 감육 정도에 따른 의미있는 진폭 감쇠 현상을 관찰하였으나, 감육량에 따른 선형적인 인자는 도출하지 못했다. 음향 비선형성을 기반으로 한 검출 방법은 감육 정도에 따라 상대 비선형성 수치의 선형적인 변화를 확인할 수 있었다. 각각의 접근법은 감육에 대한 적합한 민감도를 보여주었으며, 이를 기반으로 구조물의 미세 감육 변화를 확인할 수 있을 것으로 판단된다.

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