적층 가공 시편을 이용한 X선 컴퓨터 단층촬영 비파괴검사 적용 방법 연구

국문 초록 (Abstract)

항공기에는 제작 및 운용 과정에서 다양한 형태의 결함이 발생할 수 있으며, 이를 효과적으로 탐지하기 위해서는 복잡한 형상의 부품 내부를 손상 없이 분석할 수 있는 비파괴검사가 필수적이다. 본 연구에서는 실제 구조물 내부에 직접적으로 만들 수 없는 결함을 인공적으로 가공하여 다양한 조건의 결함 데이터를 확보하였다.
이러한 인공결함 시편은 설계 단계에서부터 결함의 크기와 형상을 제어할 수 있도록 계획되었으며, 제작에는 분말층 융합 방식 방식의 금속 적층 가공 기술을 적용하였다. 이를 통해 기존 가공 방식으로는 구현하기 어려운 복잡한 구조와 다양한 결함 특성을 재현할 수 있었다. 제작된 시편은 X선 컴퓨터 단층촬영 장비를 이용하여 내부 결함의 부피를 정량적으로 측정하였다. 이후 설계된 부피값과 측정된 부피값의 선형성은 회귀 분석 기법으로 검증하여, 제작된 시편의 결함 크기가 설계된 결함 크기와 통계적으로 유의한 상관성을 갖는다는 점을 확인하였다.
더 나아가 탐지 신뢰성을 정량적으로 평가하기 위해 탐지확률 곡선을 도출하였으며, 이를 통해 결함 크기에 따른 검출 가능성을 평가하였다. 또한, 물리적 실험에서 확보된 데이터를 기반으로 시뮬레이션을 수행하여 매개변수를 보정하고, 물리적 실험만으로는 다루기 어려운 다양한 조건을 보완하였다. 이 과정에서 도출된 데이터는 모델지원탐지확률 분석에 활용되어 보다 현실적이고 신뢰성 있는 탐지확률 곡선을 형성하는 데 기여하였다.
본 연구는 이러한 일련의 과정을 통해 컴퓨터 단층촬영 검사의 결함 검출 한계를 제시하는 동시에, 향후 신뢰도 높은 결함 크기 평가 및 비파괴검사 신뢰성 향상을 위한 기초 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 1.1. 연구배경 및 목적 1
• 1.2. 연구범위 및 방법 3
• 제2장 실험방법 5
• 2.1. 시편 5
• 2.2. MAPOD 10
• 2.3. 절차 13
• 2.4. XCT 촬영 및 결함부피 측정 16
• 2.5. XCT 검사 모델링과 시뮬레이션 19
• 제3장 결과 및 토의 23
• 3.1. XCT 결과 23
• 3.2. 시뮬레이션 결과 28
• 3.3. MAPOD 결과 31
• 3.4. 토의 35
• 제4장 결 론 37
• 4.1. 연구결과 및 시사점 37
• 4.2. 연구의 한계 및 향후 연구방향 39
• 참고문헌 41
• 영문초록 47