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초음파전파영상화 시스템을 이용한 필라멘트 와인딩 복합재 수소 연료 탱크의 손상 가시화
이정률 ( Jung Ryul Lee ),정효미 ( Hy Omi Jeong ),트루옹탄충 ( Truong Thanh Chung ),신혜진 ( Hejin Shin ),박재윤 ( Jaeyoon Park ) 한국복합재료학회 2015 Composites research Vol.28 No.4
알루미늄 혹은 플라스틱 라이너에 탄소섬유를 감아서 성형하는 복합재 압력용기가 수소 자동차의 수소연료 탱크로 사용이 확대됨에 따라 사용 시 안전에 대한 규정 제정이 필요하며 그 규정을 뒷바침 할 수 있는 검사 장비와 기술 역시 개발되어야 한다. 자동차에 장착하기 전에 제작결함 평가를 통해 수소 자동차에 장착되어야 하고, 취급 중 발생하는 이벤트에 대해서도 고속 자동화 검사를 통해 자동차 정비소의 정비인력, 즉 비파괴평가 전문가가 별도의 교육을 받지 않았어도 즉시 충격과 같은 손상을 평가할 수 있어야 한다. 위 요소는 수소자동차의 대중화를 위해 매우 중요한 기술적 허들이다. 본 연구에서는 수소연료탱크의 충격손상을 검사하는 방법으로 레이저 초음파 기술을 제안하며 충격손상을 탈·부착형 센서헤드를 가진 초음파전파영상화 시스템으로 가시화할 수 있음을 증명한다. 또한 제안한 초음파전파영상화 시스템의 성능은 수소자동차가 대중화되더라도 현장기술로 채택 될 수 있음을 뒷받침한다. This paper proposes laser ultrasonic technique for the impact damage inspection of hydrogen fuel tank and proves that the impact damage can be visualized using an ultrasonic wave propagation imager with an easy detachable sensor head as an impact damage inspection tool for hydrogen fuel tanks. Also the performances of the proposed ultrasonic propagation imager support it can be implemented in real-world technology when the hydrogen car becomes popular.
이정률(Jung-Ryul Lee),정효미(Hyomi Jeong),최윤실(Yun-Shil Choi),정시옌(See-Yenn Chung),Abbas Syed Haider,Truong Thanh Chung 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.12
우주발사체 구조물의 높은 신뢰도 확보를 위해 부품 단계에서 품질 관리 및 구조물의 조립 및 이동시에 발생하는 손상을 놓치지 않고 검출할 수 있도록 다양한 첨단 비파괴 검사 기술들이 사용되고 있다. 초음파전파영상화시스템은 레이저 스캐닝을 바탕으로 빠른 검사를 수행하는 첨단 비파괴 검사 기술로 금속 및 복합재 구조물의 비파괴 검사에 활용되고 있다. 본 연구에서는 탑재물 페어링을 모사한 알루미늄 하니콤 코어 복합재 샌드위치 패널과 알루미늄 재질의 위성 어댑터, 복합재 필라멘트 와인딩으로 제작된 고압 가스 탱크, 코르크-복합재 접착구조의 열방호 시편을 제작하였다. 각 시편에 제작 및 조립과정에서 발생하기 쉬운 충격 손상 및 균열, 디본딩 결함을 모사하여 초음파전파영상화시스템으로 결함 및 손상 탐지를 수행하였다. 초음파전파영상화 시스템의 다중 결함 가시화 기법을 통하여 결함과 손상을 검출하여 발사체 구조의 손상 검출 기술로 적용 가능함을 확인하였다. In the aerospace industries, various state-of-art inspection techniques have been used to secure high reliability of space launch vehicle structures and not to overlook any defects occurred for carrying, assembling and quality management processes. The ultrasonic propagation imaging (UPI) system, which performs advanced nondestructive testing and evaluation (NDT&E) in high-speed based on laser scanning has been utilized to NDT&E for metal and composite structures. In this study, a sandwich panel with aluminum honeycomb core specimen which simulated payload fairing, payload attachment fit(PAF) with aluminum alloy, high-pressure gas tank with filaments wounding and cork-composite structure are fabricated. Artificial damages (i.e. low-velocity impact damages, cracks, debonding) which is susceptible to be occurred during assembling processes also have been fabricated and inspected by UPI system. It is shown that the UPI system is appropriate to be applied on NDT&E for space launcher structures by presenting inspection results of the above specimens.