일반기술

Electronic SpecklePattern Interferometry(ESPI)법에 의한초고온하에서의 내영구조재료의 열변형계측 시스템

초음속으로 비행하는 초고속 항공기와 같은 우주왕복 수송기의 실현을 향한 공력가열에 의한 가혹한 열부하의 환경에 견딜만한 경량한 내열 구조 양식의 확립이 필수의 과제로 있다. 이것들에 부수하는 실험적 연구에 있어서 크나 큰 장애로 되는 것은 초고온 하에서의 구조의 변형이나 변위의 측정 방법이 확립되어져 있지 않다는 점이다. 본 연구에서는 이 중요한 문제의 해결법으로 기대되어지는 레이저 스패클 간섭법을 기초로 한 변형 전후의 스패클 패턴의 간섭을 화성 처리 장치와 컴퓨터를 이용하여 행한 전자식 스패클 패턴 간섭법에 의한 초고온하에서의 내열구조재료의 열변형 계측 시스템 개발을 목표로 한다. 본 연구진은 레이저 스패클 간섭법에 의한 변형, 변위 측정에 관한 변위의 방향과 크기에 관한 정보를 주는 Young's 간섭계를 이용하여 화상해석에 관한 연구를 수행한 바 있고, 또 고온 하에서의 측정의 응용에 관하여도 약간의 기초를 행하였다. 게다가 레이저스페클간섭법에 의한 고온하의 변형 측정에 있어서도 섭씨 1000도를 넘는 초고온하에서의 적용을 목표로 연구를 행하고자 한다. 연속파 아르곤 레이저를 물체의 확산면에 조사하면 결상중앙에 불규칙한 입자 모양의 스페클이 발생한다. 이 스패클은 물체의 변형에 따라 이동하며, 이러한 위상의 스패클 패턴이 변하는 성질을 이용하여 외력이 가해질 때 물체의 면내 변위 정보를 스패클 패전 간섭법이라 한다. 광학에의한 패턴 계측의 대표적인 광탄성 피막법이나 모아레법 등과 비교하면 피측정물의 표면에 사전처리가 필요없고 완전한 비접촉 측정이 가능하며 감도 또한 높다는 특징을 가지고 있다. 본 연구에서는 일반적인 범용의 저가인 아르곤 레이저를 사용하여 공간 요란의 문제를 해결할 수 있도록 진공조를 제작 설치함으로서 고온의 시험편에 의한 공기 요란의 문제를 해결 할 것이다. 또한 시험편의 적열로 인해 발생되는 문제를 해결하기 위해서, 아르곤 레이저외 광선만을 투과하도록 간섭 필터를 카메라 렌즈 앞에 설치하여 보다 우수한 줄무늬를 얻을 수 있도록 할 것이다. 따라서 본 연구에서는 연속파레이저 가간섭성에 의해서 발생되는 스페클 패턴을 이용하여 측정면 전체에 걸쳐서 나타나는 줄무늬 상을 조사함으로서 전체에 걸쳐서 나타나는 줄무늬 상을 조사함으로서 전체적인 재료의 역학적인 거동을 살펴보게 될 거이다. 간섭에 의해서 만들어지는 줄무늬 해석에 있어서는 CCD 카메라와 컴퓨터를 이용하는 전자적안 화상처리 장치를 개발하여 정량적인 데이터 값을 얻을 것이다.