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문제 정의
- 본 논문에서는 35° 근처에서 Snell의 법칙이 적용되지 않는 원인을 고체-고체 경계면에서 굴절각 변화에 따른 초음파 echo-transmmision 곡선을 기초하여 고찰하여 보았다.
제안 방법
- 본 논문에서는 터빈 블래이드와 같은 복잡한 구조를 검사하기 위한 경사각 초음파 탐촉자를 제작하여 횡파 굴절각을 측정한 결과 Snell의 법칙을 따르지 않는 현 상이 발견되어 이를 분석하였다. 경사각 탐촉자를 사용 하여 초음파 탐상을 하는 경우 wedge와 시험대상체는 고체-고체 경계면을 형성한다.
- 본 논문에서는 터빈 블래이드와 같은 복잡한 구조를 검사하기 위한 경사각 초음파 탐촉자를 제작하여 횡파 굴절각을 측정한 결과 Snell의 법칙을 따르지 않는 현 상이 발견되어 이를 분석하였다. 경사각 탐촉자를 사용 하여 초음파 탐상을 하는 경우 wedge와 시험대상체는 고체-고체 경계면을 형성한다.
- 4. 탐촉자의 제작 터빈 블래이드 검사용 탐촉자는 검사 대상체의 복잡 한 구조와 접촉 부위의 제한 때문에 5 MHz의 중심주파 수를 갖는 진동자를 4X4 mm의 크기로 가공하여 35°, 38°, 4萨의 초음파 횡파 굴절각을 갖도록 제작한 wedge 에 부착하여 제작하였다. 이런한 굴절각이 나오도록 wedge의 각도는 시험대상체에서의 횡파의 속도는 3,230 m/s으로 하여 Snell의 법칙을 적용하여 가공하 였 다.
- 4. 탐촉자의 제작 터빈 블래이드 검사용 탐촉자는 검사 대상체의 복잡 한 구조와 접촉 부위의 제한 때문에 5 MHz의 중심주파 수를 갖는 진동자를 4X4 mm의 크기로 가공하여 35°, 38°, 4萨의 초음파 횡파 굴절각을 갖도록 제작한 wedge 에 부착하여 제작하였다. 이런한 굴절각이 나오도록 wedge의 각도는 시험대상체에서의 횡파의 속도는 3,230 m/s으로 하여 Snell의 법칙을 적용하여 가공하 였 다.
대상 데이터
- 본 연구에서 제작된 탐촉자의 진동자 크기는 4 X4 mm이고 중심주파수가 5 M너z를 사용하였으므로 사용 한 wedge와 STB-A1 이ock에서의 퍼짐각은 각각 54°0| 와 74.6°이다. 따라서 입사파의 음압은 퍼짐각이 커질수 록 줄어들기는 하나, 이러한 퍼짐 현상 때문에 고체-고 체 경계면에 하나의 입사각을 가지고 입사하는 것이 아 니라 설계된 입사각을 중심으로 일정 범위의 입사각 분 포를 가진다.
- 본 연구에서 제작된 탐촉자의 진동자 크기는 4 X4 mm이고 중심주파수가 5 M너z를 사용하였으므로 사용 한 wedge와 STB-A1 이ock에서의 퍼짐각은 각각 54°0| 와 74.6°이다. 따라서 입사파의 음압은 퍼짐각이 커질수 록 줄어들기는 하나, 이러한 퍼짐 현상 때문에 고체-고 체 경계면에 하나의 입사각을 가지고 입사하는 것이 아 니라 설계된 입사각을 중심으로 일정 범위의 입사각 분 포를 가진다.
- Wedge는 밀도가 1.19 g/crr?이고 종파와 횡파의 속 도는 각각 2,730 m/s와 1,450 m/s의 아크릴을 사용하였 다. 가공된 wedge의 각도는 각각에 대하여 29°, 31.
- Wedge는 밀도가 1.19 g/crr?이고 종파와 횡파의 속 도는 각각 2,730 m/s와 1,450 m/s의 아크릴을 사용하였 다. 가공된 wedge의 각도는 각각에 대하여 29°, 31.
이론/모형
- 따라서 입사파의 음압은 퍼짐각이 커질수 록 줄어들기는 하나, 이러한 퍼짐 현상 때문에 고체-고 체 경계면에 하나의 입사각을 가지고 입사하는 것이 아 니라 설계된 입사각을 중심으로 일정 범위의 입사각 분 포를 가진다. 본 연구를 위해 제작된 탐촉자에 대해 KS-B0817에人T 제시한 방법으로 측정한 횡파굴절각을 설계된 각도와 함께 Table 1에 나타내었다. 38°와 40°의 횡파굴절각으 로 설계한 탐촉자는 설계각과 유사한 각이 측정된 반면 에 35°의 횡파굴절각을 갖도록 제작한 탐촉자는 횡파굴 절각이 38°로 측정되었다.
- 탐촉자의 제작 터빈 블래이드 검사용 탐촉자는 검사 대상체의 복잡 한 구조와 접촉 부위의 제한 때문에 5 MHz의 중심주파 수를 갖는 진동자를 4X4 mm의 크기로 가공하여 35°, 38°, 4萨의 초음파 횡파 굴절각을 갖도록 제작한 wedge 에 부착하여 제작하였다. 이런한 굴절각이 나오도록 wedge의 각도는 시험대상체에서의 횡파의 속도는 3,230 m/s으로 하여 Snell의 법칙을 적용하여 가공하 였 다. Wedge는 밀도가 1.
- 탐촉자의 제작 터빈 블래이드 검사용 탐촉자는 검사 대상체의 복잡 한 구조와 접촉 부위의 제한 때문에 5 MHz의 중심주파 수를 갖는 진동자를 4X4 mm의 크기로 가공하여 35°, 38°, 4萨의 초음파 횡파 굴절각을 갖도록 제작한 wedge 에 부착하여 제작하였다. 이런한 굴절각이 나오도록 wedge의 각도는 시험대상체에서의 횡파의 속도는 3,230 m/s으로 하여 Snell의 법칙을 적용하여 가공하 였 다. Wedge는 밀도가 1.
- 4°, 33°이었다. 이와 같은 wedge를 사용하여 제작한 탐촉자 의 굴절각은 STB-A1 block에서 일반적으로 비파괴검사 에 사용하는 초음파 탐상기를 사용하여 KS-B0817에 준 하여 측정하였다［3］. Fig.
- 4°, 33°이었다. 이와 같은 wedge를 사용하여 제작한 탐촉자 의 굴절각은 STB-A1 block에서 일반적으로 비파괴검사 에 사용하는 초음파 탐상기를 사용하여 KS-B0817에 준 하여 측정하였다［3］. Fig.
성능/효과
- 경사각 탐촉자를 사용 하여 초음파 탐상을 하는 경우 wedge와 시험대상체는 고체-고체 경계면을 형성한다. 이러한 고체-고체 경계 면에서 전반사 현상이 일어나는 종파임계각에 해당하는 횡파굴절각은 탐촉자 제작에 사용하는 wedge의 물성에 는 무관하고 오직 시험대상체의 종파와 횡파의 속도에 만 의존하였으며, 종파임계각에서는 전반사 현상에 의 해 echo transmittance^F 최소가 되는데, 이러한 종파임 계각부터 echo transmittance^I- 최대가 되는 각도까지는 횡파굴절각의 결정이 Snell의 법칙에 외존하지 않고 echo transmittanceol 최대가 되는 각도로 결정되었다.
- 이러한 고체-고체 경계면에서 전반사 현상이 일어나는 종파임계각에 해당하는 횡파 굴절각은 탐촉자 제작에 사용하는 wedge의 물성에는 무관하고 오직 시험대상체의 종파와 횡파의 속도에만 의존하였으며, 종파임계각에서는 전반사 현상에 의해 echo transmittanceeF 최소가 되는데, 이러한 종파임계각부터 echo transmittanceeI- 최대가 되는 각도까지는 횡파 굴절각의 결정이 Snell의 법칙에 외존하지 않고 echo transmittanceol 최대가 되는 각도로 결정되었다.
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