Numerical Analysis of Scattered Fields of Ultrasonic SH-Wave by Multi-Defects

재료내 다중결함에 의한 SH형 초음파 산란장의 수치해석

In order to assure the reliability and integrity of structures such as bridges, Power and petrochemical plants, nondestructive evaluation techniques are recently playing more important roles. Among the various kinds of nondestructive evaluation techniques, ultrasonic technique is one of the most widely used methods for nondestructive inspection of internal defects in structures. For the reliable quantitative evaluation of internal defects from the experimental ultrasonic signals, a numerical analysis of ultrasonic scattering field due to a defect distribution is absolutely required. In this paper, the SH-wave scattering by multi-cavity defects using elastodynamic boundary element method is studied. The effects of shape of defects on transmitted and reflected fields are considered. The interaction of multi-cavity defects in 50-wave scattering is also investigated. Numerical calculation by the boundary element method has been carried out to predict near field solution of scattered fields of ultrasonic SH-wave. The presented results would be useful to improve the sensitivity of flaw defection for inverse analysis and pursue quantitative nondestructive evaluation for inverse problem.

비파괴검사중의 하나인 초음파 탐상검사는 교량, 발전설비 및 석유화학플랜트 등의 각종 다양한 구조물들의 안전성 확보를 위한 내부결함 및 손상평가를 위하여 일반적으로 폭넓게 사용되고 있다. 초음파를 이용한 데 파괴 평가 기술은 각종 구조물에 존재하는 내부결함에 의한 산란신호를 통해 건전성을 평가하는 기법이므로 결함의 신뢰성 녹은 정량적 평가를 위해서는 결함으로부터의 초음파 산란산호특성에 대한 기본적 이해가 필수적이며 따라서 이를 위한 모델링 수치해석 연구가 요구된다. 본 연구에서는 동탄성 경계요소법을 이용하여 무한체내에 존재하는 다중기공 결함에 의한 초음파 수평횡파의 근거리 산란특성에 대하여 결함의 형상과 결함사이의 상호작용을 고려하여 해석하였다. 본 연구에서 얻어진 결과들은 결함검출 민감도의 개선 및 역변환 해석에 의한 정량적 비파괴 평가에 큰 도움을 줄 수 있다.