초록 ▼

연구의 목적 및 내용
최근에 개발된 첨단 신호처리 기술을 적용하여 닫힌 균열과 같은 비선형성 결함과 피로, 열화, 크리프와 같은 재료의 미세 손상을 발생 초기에 고감도로 정확하게 평가할 수 있는 비선형 초음파 실험 기술을 개발함.
(1) 피로 균열과 같은 닫힌 균열에 의한 접촉성 비선형 결함의 비선형 초음파 평가 연구
(2) 비선형 표면파의 발생, 전파, 광범위 활용을 위한 음장 이론 해석 기술 연구
(3) 미세 손상의 고감도 조기 검출을 위한 비선형 표면파 실험 기술 연구

연구결과
(1) N

연구의 목적 및 내용
최근에 개발된 첨단 신호처리 기술을 적용하여 닫힌 균열과 같은 비선형성 결함과 피로, 열화, 크리프와 같은 재료의 미세 손상을 발생 초기에 고감도로 정확하게 평가할 수 있는 비선형 초음파 실험 기술을 개발함.
(1) 피로 균열과 같은 닫힌 균열에 의한 접촉성 비선형 결함의 비선형 초음파 평가 연구
(2) 비선형 표면파의 발생, 전파, 광범위 활용을 위한 음장 이론 해석 기술 연구
(3) 미세 손상의 고감도 조기 검출을 위한 비선형 표면파 실험 기술 연구

연구결과
(1) NEWS+TR 신호처리를 적용하여 닫힌 균열로부터 반사되는 결함 신호의 크기를 현저히 향상시킬 수 있었다
(2) NEWS+TR 신호처리를 적용하여 닫힌 균열의 유무 및 위치를 식별할 수 있는 결함의 이미지를 구하였다.
(3) 봉 웨이브가이드에서 TR, IF 신호처리를 통하여 잡음 신호를 제거할 수 있었다.
(4) 콤 트랜스듀서 가진에 의한 비선형 표면파 음장 해석 이론을 개발하였다.
(5) 웨지 트랜스듀서 가진에 의한 비선형 표면파 음장 해석 이론을 개발하였다.
(6) 비선형 표면파에 기초한 비선형 파라미터 이론 식을 개발하고, 절대 파라미터 계산에 필요한 회절 및 감쇠 보정 식을 개발하였다.
(7) 비선형 표면파의 발생을 위해 콤 및 웨지 트랜스듀서 장치를 설계 및 제작하였다.
비선형 표면파 실험용 무손상재 시편과 열화 시편을 제작하였다.
(8) 웨지 트랜스듀서 가진에 의해 발생한 비선형 표면파의 음장을 측정하였다.
(9) 표면파 비선형 파라미터를 측정하였고, 개발한 이론의 정확성을 검증하였다.
(10) 비선형 파라미터와 열화 손상과의 상관관계를 구하였고, 비선형 파라미터 값은 초기 손상의 탐지에 활용될 수 있음을 확인하였다.

연구결과의 활용계획
비선형성 결함의 반사 신호를 획기적으로 개선할 수 있는 시간역전(TR) 신호처리 기술의 시공간 집속성은 기존 위상배열 집속과는 달리 탐촉자의 제원과 매질의 물성에 의존하지 않음으로 오스트나이트계 용접부와 같은 비균질, 이방성 재료의 비선형성 결함의 탐지에 효과적으로 활용될 수 있다.

본 연구에서 개발한 웨지 및 콤 트랜스듀서 가진에 의해 발생하는 비선형 표면파 음장 이론과 이에 기초한 재료 손상의 정량적 척도를 나타내는 비선형 파라미터 식은 회절 및 감쇠 보정 식을 포함하므로 향후 절대적 비선형 파라미터 값을 계산하는데 아주 요긴하게 활용되리라 기대한다. 본 연구책임자는 금번 연구개발 결과를 활용하기 위한 후속연구로서 파동합성법을 이용한 비선형 파라미터 측정 기술 개발과 반사모드에서 비선형 파라미터를 측정할 수 있는 진단장치의 개발을 계획하고 있다.

(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose&contents
Overall purpose: Development of nonlinear ultrasonic technique for closed-crack detection using signal processing techniques, and for micro damage evaluation using nonlinear Rayleigh surface waves.
1. Nonlinear ultrasonic detection of contact acoustic nonlinearity (CAN) such a

Purpose&contents
Overall purpose: Development of nonlinear ultrasonic technique for closed-crack detection using signal processing techniques, and for micro damage evaluation using nonlinear Rayleigh surface waves.
1. Nonlinear ultrasonic detection of contact acoustic nonlinearity (CAN) such as a closed fatigue-crack
2. Theoretical development of nonlinear surface wave fields model generated by wedge- or comb-transducer
3. Experimental development of nonlinearity parameter determination for early detection of micro-damage

Result
(1) Obtained enhanced reflection signal from the closed-crack using a NEWS+TR
(2) Obtained an image of the closed fatigue-crack using a NEWS+TR technique
(3) Could remove the tailing edge signals in bar waveguides with the use of TR and IF signal processing techniques
(4) Developed a theory for nonlinear surface waves generated by comb transducers
(5) Developed a theory for analysis of nonlinear surface wave fields generated by wedge transducers
(6) Defined the nonlinearity parameter expression with diffraction and attenuation corrections
(7) Designed and fabricated wedge- and comb-transducers for efficient generation of nonlinear surface waves, and prepared damage specimens
(8) Measured surface wave fields generated by a wedge-transducer
(9) Determined the value of nonlinearity parameter, and verified the correctness of developed theory for nonlinear surface waves
(10) Found a relationship between nonlinearity parameter and thermal damage, and confirmed that the nonlinear technique can be used for early detection of damage

Expected Contribution
The time reversal (TR) technique can be efficiently applied for detection of damage in homogeneous and anisotropic materials because it does not depend on transducer dimension and material properties for focusing, opposed to the phased array beam focusing.

The nonlinearity parameter expression developed in this work together with diffraction and attenuation corrections is expected to be used a lot to determine the absolute nonlinearity parameter of surface waves in many other research work. I am thinking of a wave mixing technique and a pulse-echo method to measure the nonlinearity parameter as successive research projects to utilize the present R&D results.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 2연구계획 요약문 ... 3연구결과 요약문 ... 4 한글요약문 ... 4 SUMMARY ... 5연구내용 및 결과 ... 6 1. 연구개발과제의 개요 ... 6 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 10 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 53 5. 연구결과의 활용계획 ... 55 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 57 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 58 8. 참고문헌 ... 59 9. 연구성과 ... 62 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 70 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 70 12. 기타사항 ... 70별첨1 ... 71별첨2 ... 85끝페이지 ... 114