이미지 상관 기법을 이용한 풍력 발전 블레이드용 복합재료의 기공 결함 검출능

Abstract

풍력 발전 블레이드의 제조 및 운영 중에 발생하는 결함들은 블레이드의 수명과 안전성에 큰 영향을 미친다. 일반적으로 블레이드의 제조 과정에서는 박리, 기공, 주름, 모재 균열 등과 같은 결함이 발생한다. 본 연구에서는 이미지 상관 기법을 이용하여 변형률 분포를 확인함으로써 블레이드의 제조 과정에서 주로 나타나는 결함 중 하나인 기공 결함의 검출능을 조사하였다. 0°/±45°의 섬유 방향을 가진 4 Ply 로 적층된 GFRP 복합재 시험편에 인공적인 기공 결함을 삽입하여 기공의 크기 및 위치에 따른 검출 의존성을 조사하였다. 기공의 크기는 지름 1, 2, 3 ㎜ 이며, 기공의 위치는 시험편 표면으로부터 0.5, 1.0, 1.5 ㎜ 깊이에 삽입하였다. 부하된 시험 하중은 최대 200 ㎫ 이며, 이미지 상관 기법을 통해 변형률 분포를 획득하여 지름 2, 3 ㎜ 의 기공과 깊이 0.5, 1.0 ㎜ 의 기공 결함을 검출할 수 있었다.