Abstract
Ultrasonic nonlinear evaluation is generally utilized for detection of not only defects but also microdamage such as corrosion and plastic deformation. Nonlinearity is determined by the amplitude ratio of primary wave second harmonic wave, and the results of its comparison are used for evaluation. Owing to the experimental features, the experimental nonlinearity result contains system nonlinearity and material nonlinearity. System nonlinearity is that which is unwanted by the user; hence, it acts as an error and interrupts analysis. In this study, a bulk wave mixing technique is implemented in order to minimize the system nonlinearity and obtain the reliable analysis results. The biggest advantage of this technique is that experimental nonlinearity contains less system nonlinearity than that for the conventional nonlinear ultrasonic technique. Theoretical and experimental verifications are performed in this study. By comparing the results of the bulk wave mixing technique with those of the conventional technique, the strengths, weaknesses, and application validity of the bulk wave mixing technique are determined.
초음파 비선형 진단을 이용한 기법의 경우 재료의 단순 결함 검출뿐만 아니라 부식, 소성변형과 같은 미세손상을 평가할 때 주로 이용된다. 1차 조화파(primary wave)와 2차 조화파(second harmonic wave)의 진폭의 비를 이용하여 비선형성을 나타내며, 이러한 비선형성의 비교 결과를 진단에 사용한다. 실험 특성상 비선형성은 재료의 비선형성뿐만 아니라 장비의 비선형성 또한 포함하게 된다. 장비 비선형성은 사용자가 측정하고자 하는 값이 아니므로 오차로 작용하여 분석을 방해한다. 본 연구에서는 오차로 작용하는 장비의 비선형성을 감소시켜 보다 정확한 진단을 위해 체적파 혼합기법을 사용하였다. 체적파 혼합기법의 가장 큰 특징은 기존의 초음파 비선형 진단보다 장비의 비선형성을 줄일 수 있다는 점이다. 본 연구에서는 체적파 혼합기법을 이론 및 실험적으로 검증하였으며, 기존의 초음파 비선형 진단기법의 결과와 체적파 혼합기법의 결과를 비교하여 장단점 및 적용 가능성 분석에 초점을 두었다.
