[기계 공학 응용 실험] 4. 초음파를 이용한 구조 진단 실험 (A+자료)

소개글

깔끔하게 편집 되어 있고 A+ 받은 자료 입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 초음파 이론
3. 초음파의 종류
4. 초음파 구조 진단의 기본 원리
5. 실험
6. 결론 및 고찰
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
본 실험은 초음파 파동을 이용하여 구조의 상태를 진단하는 실험이다. 초음파를 이용한 구조 진단 실험을 통하여 각 물질에서의 초음파 전파속도를 이용하여 오실로스코프 상에 나타나는 재료의 경계면에서 반사되어 돌아오는 신호의 시간차를 이용하여 재료의 두께를 측정할 수 있다. 이때 초음파를 이용한 두께 측정방법을 적용하여 한쪽 면에서만 접근이 가능한 감육 손상 재료의 두께를 측정할 수 있는 장점이 있다. 또한 재료 내의 결함 유무를 결함 부위에서 산란, 반사되어 돌아오는 신호를 해석하여 판단할 수 있다. 먼저 파동에 대한 기본적인 개념과 실험기법, 데이터 분석 능력을 기르도록 한다. 이 실험의 목적은 재료의 단면 또는 일부만 보이는 부분에서 전체 시편의 물성 및 제원을 알아내는 것과 시편의 결함 정보를 초음파를 이용하여 측정하여 판단하고, 신호를 해석해본다.

<중 략>

 실험 결과
B스캔을 이용하여서 결함 위치를 해석해 보았다. 위의 측정된 데이터의 경우에 꽤 잘 나온 사진이라고 하였다. 위의 측정된 데이터 그림을 이용하여 좌표값을 측정한 다음 결함형상을 재현하여 나타내었다. 측정된 데이터 그림을 보게 되면 앞에서 금속시편의 오실로 스코프에서 나온 결과와 마찬가지로 초음파가 계속해서 측정을 하기 때문에 결함이 측정된 아래쪽으로 계속해서 결함이 있는 것처럼 보인다. 가장 위의 결함 이후의 그림은 내려갈수록 초음파가 약해지기 때문에 희미해진다는 것을 볼 수가 있다. 결함 형상을 재현한 그림을 보게 되면 실제 결함이라고 추정되는 그 아래부분은 초음파가 측정을 하지 못하기 때문에 그냥 비어있다고 생각하고 나타내었다.
이번 실험에서 컴퓨터가 스캐닝 하는 속도와 측정 대상에서 초음파를 움직이는 속도가 일치하지 않으면 결함의 위치와 형상이 제대로 파악이 되지 않을 것처럼 보였다. 만약 실제 중요한 결함의 위치와 형상을 알아보기 위해서는 스캐닝 하는 속도와 같도록 초음파를 움직일 수 있게 하는 장치를 고안해야 할 것 같다.


1. 결론 및 고찰
이번 실험은 초음파를 이용하여 재료의 단면 또는 일부 부분을 통하여 전체 시편의 물성을 알아내는 것과 그 시편의 결함 정보를 측정하여 판단해보고, 또한 눈에 보이지 않는 부분에 대한 형상을 알아내는 것이었다. 이는 비파괴 검사분야로 이를 이용하면 실제 눈으로 보이지 않는 물체의 어떠한 부분에 대한 결함이나 형상을 파괴하지 않고 측정 해 낼 수 있는 것이다. 이를 잘 이용하게 되면 구조진단에 매우 효과적으로 활용 할 수 있을 것이다.

참고 자료

 기계공학실험교재편찬회, "기계공학응용실험(개정판)", 청문각, p.67-79, 2009
 J. M. Gere, “Mechanics of Materials,” 5th Ed. Brooks/Cole, 2001
 http://www.matweb.com/index.aspx