The Study of Nondestructive Test about Impact Damage of Plate Composite Materials

판형 복합재료의 충격 손상에 대한 비파괴시험적 고찰

This study represents the Nondestructive Test about impact damage of composite materials made by different lay-up patterns and degrees. For this study, they were examined by the drop test on composite materials of two type lap-up patterns with fabric and unidirectional prepreg and examined nondestructive test of those. Nondestructive methods were X-ray test with $ZnI_2$ penetrant and Ultrasonic C-scan. The defect detectability of X-ray and Ultrasonic test was compared according to defect species. And the amounts of damage on impacted zone wert compared according to impact energy on two type test specimens. At results, Ultrasonic test was more effective to detect delamination and Penetrant X-ray test was more effective to detect matrix crack and fiber fracture. There were some differences in defect shapes and grades according to lay-up patterns and degrees, and the trend appeared that matrix crack, delamination, fiber fracture occured and increasing defects sizes according to increasing impact energy.

본 연구는 적층각 및 적층구성이 다른 판형 복합재료의 충격 손상에 대하여 비파괴시험적 관점에서 고찰하였다. 연구를 위하여 직조 및 단일방향 프리프래그로 만든 두가지 형식의 복합재료에 낙하식 충격을 가한 후 비파괴검사를 수행하였다. 비파괴검사는 $ZnI_2$를 침투한 X-ray 검사 그리고 초음파 C-scan 검사를 수행하였고 결함의 종류에 따라 이들 검사에 대한 검출효과를 비교하였다. 그리고 두가지 형식의 복합재료 시험편에 대하여 충격 에너지별 결함의 발생정도를 비교하였다. 시험결과, 결함의 검출효과에 대하여서는 층간 분리 검출은 초음파 검사가 효과적이고 기지 크랙 및 섬유 파단은 침투제를 적용한 X-ray 검사가 효과적이었다. 그리고 적층각 및 적층구성에 따라 결함의 형상 및 발생정도에 상당한 차이가 있었으며, 충격 에너지가 증가할수록 기지 크랙, 층간 분리, 섬유 파단의 순으로 결함이 발생하였고 그 크기도 대체적으로 증가하는 경향을 보였다.