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X-ray 후방산란 기술을 이용한 항공기용 복합재료의 다중 층간 박리 평가
Assessment of Multiple Delamination in Laminated Composites for Aircrafts using X-ray Backscattering

김노유    (한국기술교육대학교 메카트로닉스 공학부  );
  • 초록

    항공기용 복합재료 내부 여러 층에서 발생하는 박리를 정량적으로 평가하기 위한 X-ray 후방산란 검사장치를 개발하였다. 복합재료 두께방향으로의 역산란 밀도변화로부터 층간 박리를 검사하는 슬릿 방식의 카메라와 컴퓨터로 제어되는 X-ray 선원, 그리고 센서로 구성되는 X-ray 후방산란장치를 제작하여 그 성능을 충격하중에 의해 만들어진 인공결함시편을 이용해 검증하였다. 결함평가를 위해 복합재료내 산란장의 크기를 이론적으로 계산하는 수학적 해석 모델을 볼츠만 방정식을 이용하여 제안하였으며 적응필터 알고리즘을 사용하여 산란 노이즈를 최소화 하였다. 다중 박리 결함을 X-ray 후방산란장치를 통해 효과적으로 검출하였으며, 박리 위치와 박리 상태를 모두 정확하게 검사할 수 있음을 실험을 통해 확인하였다.


    A Compton X-ray backscatter technique has been developed to quantitatively assess impact damage in quasi-isotropic laminated composites made by a drop-weight tester. X-ray backscatter imaging system with a slit-type camera is constructed to obtain a cross-sectional profile of impact-damaged laminated composites from the electron-density variation of the cross section. A nonlinear scattering model based on Boltsman equation is introduced to compute Compton X-ray backscattering field for the defect assessment. An adaptive filter is also used to reduce noises from many sources including quantum noise and irregular distributions of fibers and matrix in composites. Delaminations masked or distorted by the first delamination are detected and characterized effectively by the Compton X-ray backscatter technique, both in width and location, by application of error minimization algorithm.


  • 주제어

    충격손상 .   다중층간박리 .   X-ray 산란 .   항공기 .   복합재료 .   캄프톤 산란.  

  • 참고문헌 (9)

    1. T. S. Jones and H. Berger, "Application of nondestructive inspection methods to composites," Material Evaluation, Vol. 47, pp.390-400, (1989) 
    2. F. Buynak, T. J. Moran and R. W. Martin, "Delamination and crack imaging in graphite-epoxy composites," Material Evaluation, Vol. 47, pp. 438-441, (1989) 
    3. A. Lloid, "Ultrasonic system for imaging delaminations in composite materials," Ultrasonics, Vol. 27, pp. 8-17, (1989) 
    4. L. Lawson and N. Kim, "Deconvolution and detectability in comptonbackscatter depth profilometry," Review of Progress in Quantitative Non-destructive Evaluation, Vol. 13b, pp. 1971-1978, (1994) 
    5. G. Harding and J. Kosanetzky, "Scattered X-ray beam nondestructive testing," Nuclear Instr. and Methods. A280, pp. 517-521, (1989) 
    6. G. Harding, "On the sensitivity and application possibilities of a novel Compton scatter imaging system," IEEE Transaction on Nuclear Science, Vol. NS-29, No. 3, pp. 178-184, (1982) 
    7. James Hall and B. Jacoby, "Analysis of a proposed Compton backscatter imaging technique," International Symposium on substance Identification technologies, (1992) 
    8. Jorge E. Fernadez, "XRF intensity in the frame of the transport theory," Nuclear Instruments and methods of Physical Research, A 280, pp 212-221, (1989) 
    9. Nohyu Kim and S. Yang, "Detection of second-layer corrosion in aging aircraft," Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing, Vol. 29, No. 6, pp.591-602, (2009)     
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Kim, Byeong Ho ; Seo, Jae Hyun ; Gil, Hyeon Jun ; Kim, Seon Hyeong ; Seo, Sang Chul 2015. "A Study on the Nondestructive Test Optimum Design for a Ground Tracked Combat Vehicle" 비파괴검사학회지 = Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing, 35(5): 358~366     

 저자의 다른 논문

  • 김노유 (24)

    1. 2000 "적응필터를 이용한 적층 복합재료에서의 역산란 X-Ray 신호처리 및 복원" 비파괴검사학회지 = Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing 20 (6): 545~554    
    2. 2003 "12" 웨이퍼 Spin etcher용 실시간 박막두께 측정장치의 개발" 한국반도체장비학회지 = Journal of the Korean Society of Semiconductor Equipment Technology 2 (2): 9~15    
    3. 2003 "Ultrasonic Measurement of Interfacial Layer Thickness of Sub-Quarter-Wavelength" 비파괴검사학회지 = Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing 23 (6): 577~582    
    4. 2003 "부착력과 임피던스를 이용한 에폭시 도장재 열화 특성에 관한 실험적 평가" 구조물진단학회지 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance Inspection 7 (2): 149~157    
    5. 2005 "박판 저항 용접부의 초음파 영상진단에 관한 연구" 한국공작기계학회논문집 = Transactions of the Korean society of machine tool engineers 14 (5): 74~79    
    6. 2006 "음탄성법을 이용한 고장력 볼트의 축응력 평가" 비파괴검사학회지 = Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing 26 (5): 285~290    
    7. 2006 "축대칭 고체내부의 단축 응력에 의한 초음파 복굴절 특성 연구" 비파괴검사학회지 = Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing 26 (5): 336~342    
    8. 2009 "균열의 고조파 발생에 대한 유한요소해석" 한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea 22 (6): 573~577    
    9. 2010 "프로그램의 결과 비교를 통한 푸리에 변환의 이해" 한국실천공학교육학회논문지 = Journal of Korean Institute for Practical Engineering Education 2 (2): 36~41    
    10. 2011 "보빈 치아 균열의 적외선 열화상 검사 가능성에 관한 실험적 연구" 비파괴검사학회지 = Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing 31 (5): 508~515    

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