Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing (비파괴검사학회지)

The Korean Society for Nondestructive Testing (한국비파괴검사학회)
권호 표지

Effects of Rubber Loading on the Ultrasonic Backward Radiation Profile of Leaky Lamb Wave

고무 접합이 후방복사된 리키 램파 프로파일에 미치는 영향

  • Published : 2002.10.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The characterization of adhesive property in multi-layer materials has been hot issue for a long time. In order to evaluate adhesive properties, we constructed fully automated system for the backward radiation of leaky Lamb wave. The backward radiation profiles were obtained for the bare steel plate and plates with rubber-loading. The rf waveforms and frequency spectra of backward radiation show the characteristics of involved leaky Lamb wave modes. As the thickness of rubber-loading increased, the amplitude of profile at the incident angle of $13.4^{\circ}$ exponentially decreased. Scanning the incident position over the partially rubber-loaded specimen shows good agreement with the actual rubber-loading. The backward radiation of leaky Lamb wave has great potential to evaluate the adhesive condition as well as material properties of plates.

다층재료의 접합특성 평가는 오랫동안 많은 논의가 있어 왔는데, 본 연구에서는 후방복사 초음파 기술을 사용하여 여러 충이 있는 재료의 특성을 평가하기 위한 자동화된 시스템을 개발하고 스틸 판재와 고무가 접합된 스틸 판재의 후방복사 프로파일을 획득하였다. 후방복사의 rf 파형과 주파수 스펙트럼은 리키 램파 모드들의 특성을 나타내고 있다. 집합된 고무 두께의 증가에 따라 입사각이 $13.4^{\circ}$일 때의 후방복사 진폭이 지수적으로 감소함을 보이며 부분적으로 고무가 접합된 시편에서 선택되어진 입사각으로 입사위치를 바꾸어가며 스캐닝한 결과 정확하게 고무가 접합되어 있지 않은 지역을 결정할 수 있었다. 리키 램파에 의한 후방복사는 판재의 물성은 물론이고 다층 재료의 접합특성 평가에 활용할 수 있다.

Keywords

References

  1. 이상호, '항공용 복합재료에 대한 음향방출의 활용' 비파괴검사학회지, 제21권 3호, pp. 313-318 (2001)
  2. 박준수, 송성진, 김영환, 임수용, 윤난균, 조정표, '연소관 조립체 접합계면의 평가를 위한 비파괴시험에 관한 연구' 한국추진공학회 제 17회 학술발표회 논문초록집, pp. 90-93, 대전, (2001)
  3. K. S. Tan, N. Guo, B. S. Wong and C. G. Tui, 'Comparison of Lamb waves and pulse echo in detection of near surface defects In laminate plates,' NDT & E Int., Vol. 28, pp. 215-223, (1995)
  4. B. A. Auld, 'Acoustic fields and waves in solids,' Vol. II, Chap. 10, John Wiley & Sons, New York, (1973)
  5. I. A Victorov, Rayleigh and Lamb Waves, Plenum Press, (1967)
  6. E. Moreno and P. Acevedo, 'Thickness measurement in composite materials using Lamb waves,' Ultrason., Vol. 35, pp. 581-586, (1998) https://doi.org/10.1016/S0041-624X(97)00071-1
  7. T. Kundu, A. Maji, T. Ghosh and K. Maslov, 'Detection of kissing bonds by Lamb waves,' Ultrason., Vol. 35, pp. 573-580, (1998)
  8. P. B. Nagy and L. Adler, 'Nondestructive Evaluation of adhesive joints by guided waves,' J. Appl. Phys., Vol. 66, pp. 4658-4663, (1989) https://doi.org/10.1063/1.343822
  9. K. Heller, L. J. Jacobs and J. Qu, 'Characterization of adhesive bond properties using Lamb waves,' NDT&E Int., Vol. 33, pp. 555-563, (2000)
  10. J. Pei, F. L. Degertekin, B T. Khuri-Yakub and K. C. Saraswat, 'In situ thin film thickness measurement with acoustic Lamb waves,' Appl. Phys. Lett., Vol. 66, pp. 2177-2179, (1995)
  11. 조윤호, '유도초음파에 대한 이해와 응용' 비파괴검사학회지, 제 21권 4호, pp. 446-460, (2001)
  12. M. de Billy and L. Adler, 'Measurements of backscattered leakey Lamb waves in plates,' J. Acoust. Soc. Am, Vol. 75, pp. 998-1001 (1984)
  13. D. E. Cimenti and A. H. Nayfeh, 'Leaky Lamb waves in fibrous laminates,' J. Appl, Phys, Vol. 58, pp. 4531-4538, (1985)
  14. P. B. Nagy, A Jungman and L. Adler, 'Measurements of backscattered leaky Lamb waves in composite plates,' Mater, Eval., Vol. 46, pp. 97-100, (1988)
  15. H. L. Bertoni and T. Tamir, 'Unified theory of Rayleigh angle phenomena for acoustic beam at a liquid solid interfaces,' Appl. Phys., Vol. 2, pp. 157-172, (1973) https://doi.org/10.1007/BF00884205
  16. L. E. Pitts, T. J. Polona and W. G. Mayer, 'Theoretical Similarities of Rayleigh and Lamb modes of vibration,' J. Acoust. Soc. Am, Vol. 60, pp. 374-377, (1976)
  17. P. B Nagy and L. Adler, 'On the origin of increased backward radiation from a liquid-solid interlace at the Rayleigh angle,' J. Acoust. Soc. Am, Vol. 85, pp, 1355-1357, (1989)
  18. S. D. Kwon, M. S. Choi, and S. H. Lee, 'The applications of ultrasonic backward radiation from a layered substrate submerged in liquid,' NDT & E Int., Vol. 33, pp. 275-281, (2000)
  19. A. H. Nayfeh and P. B. Nagy, 'Excess attenuation of leaky Lamb waves due to viscous fluid loading,' J. Acoust. Soc. Am, Vol. 101, pp. 2649-2658, (1997) https://doi.org/10.1121/1.418506
  20. 김영환, 송성진, 정민호, 권성덕, ‘판재에서 발생하는 후방복사 초음파의 분산성,’ 새물리, 제45권, 제2호, pp. 135-141, (2002)