Non-Contact Ultrasonic Testing of Aircraft Joints using Laser Generated Lamb Wave

레이저 여기 램파를 이용한 항공기 판재 접합부의 비접촉식 초음파 검사

Due to aging, adhesively bonded and riveted aircraft lap joints can contain distends, cracks around rivet holes, fatigue induced flaws, and corrosion. It is required for the safety of aircraft to inspect these defects through the whole region of mint in rapid speed. Bond quality or adhesively bonded and riveted aluminum lap splice joints is investigated using non-contact remote ultrasonic nondestructive evaluation (NDE). Non-contact ultrasonic tests are performed using laser generation and air-coupled transducer detection. A Q-switched Nd:YAG laser and a periodic transmission mask are used to generate a selected Lamb mode. The Lamb wave is generated on one side of the lap splice joint, propagates along the plate, interacts with the joint and is detected on the other side by a micromachined air-coupled capacitance transducer. Analysis of recorded signals allows to evaluate the condition of the bond.

접착제와 리벳으로 접합된 항공기 판재의 접합부는 접합 불량, 크랙, 피로 결함이나 부식등에 의해 손상되고 열화될 수 있으며 이런 결함을 전 영역에 걸쳐서 신속하고도 신뢰성 있게 검사하는 것은 항공기 안전을 위해 매우 중요하다. 본 연구에서는 이를 위해 항공기용 알루미늄 판재의 랩 스플라이스 접합 연결부의 접합 품질을 비접촉 방식으로 수행할 수 있는 초음파 비파괴 평가법을 제안한다. 여기서는 레이저를 이용해 램파를 발생시키고 비접촉식 트랜스듀서 (공기정합 용량형 트랜스듀서)를 이용해 피치-캐치 방식으로 검사한다. 레이저 소스로는 Q-스위치된 Nd:YAG 레이저가 이용되며 배열 형태의 직선 슬릿을 갖는 마스크를 이용해 특정 모드의 램파를 발생시켜 이용하였다. 접합부의 한 쪽에서 발생된 레이저 여기 초음파는 판을 따라 전파하여 접합부를 지나 반대편에서 수신되고 수신된 신호의 특성과 접합부의 품질과의 관련성을 조사하였다.