Adhesive bonded structures have been used widely in aerospace, automobile, and marine industries. Due to complex nature of the failure mechanisms of the joints, cost-effective and reliable damage detection is crucial for the related industries. This thesis presents an experimental and analytical candidate method for in-situ damage detection of adhesive-bonded joints. The fully non-contact method utilizes air-coupled ultrasonic transducers (ACT). Various configurations of transmitter and receiver including through transmission, pitch-catch scanning and probe holder angles are attempted and the obtained results are analyzed. The method examines time of flight of the ultrasonic waves over a spatial comparison to assess and visualize the presence of the critical damage and provide the possibility of damage localization. The proposed method works without relying on reference data obtained from the pristine condition of the target structure. Aluminum bonded plate and triplex adhesive bond with debonding weakened bonding are used to confirm the accuracy of the method. The proposed method is potentially suitable for in-situ non-destructive testing applications due to the simplicity of the mechanism and little power consumption of the ACTs.
접착제를 이용한 접착 구조물은 항공, 해양 산업과 자동차 산업에 널리 이용되고 있다. 조물 이음새에 발생하는 결함은 매우 복합적인 요소들로 인하여 발생하기 때문에, 효율적인 비용과 정확성을 가진 손상 감지 기술이 현 산업에 필요하다. 이 논문에서는 접착 이음새에 발생하는 손상을 감지하는 실험을 했고 이론적으로 분석했다. 이 손상 감지 기술은 공기 결합 트랜스듀서(ACT)를 이용해 완전 비접촉식으로 행해졌다. 공기 결합 트랜스듀서의 가진과 측정 위치 그리고 각도를 바꿔가며 시편을 통과한 신호와 시편에 반사되어 나온 신호를 얻었고 그 신호들을 분석해 보았다. 위에서 얻은 데이터를 분석하여 손상에 따른 측정 시간(time of flight)의 차이를 얻어냈고, 이를 비교 분석하여 시편의 손상 위치를 찾고 시각화하였다. 제안된 방법은 목표 구조물의 손상되지 않은 상태의 데이터를 참조 데이터로 필요하지 않고 작동할 수 있다. 알루미늄판 접착 시편과 트리플렉스 접착부의 접착 손상 부위를 측정하여 이 방법의 정확성을 확인하였다. 제안된 방법은 간단한 메커니즘과 ACT의 적은 전력 소모라는 장점이 있기 때문에 비파괴 시험에 적용 가능성이 매우 크다.
