초음파 속도 및 시편의 두께 진단 실험, 결함이 있는 시편 진단 실험
분야
hwp2.실험2. 결함이 있는 시편 진단 실험
조건1.
초음파의 속도를 알고 있으므로, 시편에서 결함이 없는 부위와 결함이 있는 부위에서의 반사된 신호가 오기까지의 시간을 측정하여 시편의 깊이를 측정할 수 있다.
1) 시편의 높이 구하기(결함이 없는 부분)
이번 실험은 실험 1과 같은 초음파를 사용했다. 초음파의 속도는 실험1과 같으므로 0.160mm/ns 이고, 결함이 존재하지 않는 시편의 가장자리 부분에서 실험을 통하여 반사파가 돌아올 때까지 측정된 시간은 134ns이다.
= 134ns
따라서 결함이 존재하지 않는 시편부의 길이, 즉 시편의 총 길이는 10.72mm이다.
2) 결함의 깊이 구하기
결함이 존재하는 시편의 중앙부위에서 실험을 통하여 반사파가 돌아올 때까지 측정된 시간은 130ns이고, 마찬가지로 초음파의 속도를 알고 있으므로
= 130ns
실험은 시편의 윗부분 표면에 탐측자로 진행되었으므로 d의 값은 시편의 위 표면부로부터 결함까지의 거리를 의미한다. 따라서 밑 부분으로부터 결함까지의 거리는
이다.
실험 고찰
이번 초음파 실험은 관찰하고자하는 재료에 초음파를 주사하여, 오실리스코프 상에 결함에 의해 반사되는 초음파의 파형 변화를 해석하여 결함의 위치를 해석하고, 주사된 초음파의 파형으로 재료의 두께를 구하는 실험이었다. 하지만, 처음 재료의 두께를 측정하는 실험에서 예상한 실험결과와 정반대로 두께가 제일 높은 지점은 제일 낮은 9.68mm가 나왔고, 실제 두께가 제일 낮은 지점은 제일 높은 12.08mm가 나왔다.
실제 육안으로 관찰했을 땐, 시편이 (1)에서 (6)으로 갈수록 낮아졌는데, 실험 결과는 정반대로 측정이 되었다. 이 결과에 대한 오차의 원인은 여러 가지로 생각해 볼 수가 있다.
첫째로, 실험자의 숙련도가 낮아서일 수도 있다. 장비를 처음 다루기 때문에, 오실리스코프를 이용한 결과 값
- 재료역학(Pentice Hall : R.C Hibbler)
- 공업재료(Wiley : Flinn/Trojan)
