전통적인 산업용 CT 현장 하중 장치는 고온/저온 조건에서 온도 제어 불안정, 제어 반응 지연 및 열 구배 아티팩트 등의 문제로 인해 복합재료의 열-기계적 결합 거동 관찰에 왜곡이 발생합니다. 기존 현장 인장 시험 플랫폼을 기반으로 산업용 CT 시스템에 적합한 양방향 온도 제어 현장 하중 장치를 설계하였습니다. 이 장치는 클램프 구조 최적화, 상하 대칭 배치된 양방향 온도 제어 모듈 설계 및 고적합성 현장 인장 제어 시스템 구축을 통해 -20~150 ℃ 제어 온도 환경에서 산업용 CT 시스템을 이용하여 복합재 샘플의 미세구조 동적 진화 과정을 비파괴적으로 특성화합니다. 이 장치를 이용해 탄소 섬유 강화 복합재(Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP) 판형 시편에 대해 다양한 온도 조건에서 현장 인장 실험을 수행하고, 산업용 CT 3D 재구성 기술과 결합하여 CFRP의 내부 미세 손상 진화 과정을 포착하였습니다. 실험 결과, -20~150 ℃ 온도 조건에서 인장 변위가 증가함에 따라 산업용 CT 스캔이 시편의 미세 손상부터 거시적 파손까지 전 과정을 실시간으로 명확히 기록할 수 있음을 보여주었습니다. 고온 조건에서는 CFRP 매트릭스가 연화되고, 계면 박리 및 열 팽창 불일치가 두드러지며 기계적 성능이 저하됩니다; 저온에서는 수지 취성, 미세 균열 발생 및 계면 응력 집중 문제로 인해 성능이 악화됩니다. 이 장치는 -20~150 ℃ 범위 내에서 우수한 온도 제어 및 하중 안정성을 갖추고 있습니다. 이 장치의 성공적인 개발은 극한 온도 환경에서 복합재의 내부 손상 메커니즘과 구조 진화 법칙을 심층적으로 규명하는 중요한 기술 수단을 제공하며, 항공우주, 교통 등 분야에서의 공학적 응용을 위한 실험적 기초를 마련합니다.

산업용 CT; 현장 인장 하중 장치; 양방향 온도 제어; 탄소 섬유 강화 폴리머; 내부 손상 진화