As a fundamental approach to studying elastic wave behaviors in fiber-reinforced composites, this paper introduces the analytical method to predict the modes, directions, and amplitudes of all reflected waves that are generated by free-surface reflection in fiber-reinforced composites. The paper also explores a new phenomenon where a reflected wave that is predicted to exist in accordance with the slowness surface may disappear. This may occur when the angle of incidence of a quasi-shear wave exceeds a newly defined critical angle, named the third critical angle. It is hoped that the analytical approach introduced in this paper will provide an easy-to-follow guideline for researchers in the relevant area such as ultrasonic nondestructive testing.

이 논문에서는 섬유강화 복합재료에서의 초음파의 거동에 대해 파동의 모드, 방향, 자유표면에서의 반사파의 반사계수 등을 예측하는 해석적인 방법을 소개한다. 이 논문은 또한 복합재료의 자유표면에서 반사가 일어날 때의 특이한 현상을 새로이 고찰하였는데, 이는 완도면(slowness surface)만을 고려하면 존재할 것으로 예상되지만 실제로는 존재하지 않는 반사파에 대한 것이다. 이는 입사파가 유사횡파일 경우, 입사각이 이 논문에서 새로 정의된 제3임계각을 넘어설 경우 나타나는 현상이다. 본 논문의 내용은 초음파검사와 같은 해당 분야에 종사하는 연구자들에게 유용한 가이드라인을 제시할 것으로 기대된다.

Keywords: Fiber-reinforced Composite, Transversely Isotropy, Elastic Wave, Critical Angle, Ultrasonic Nondestructive Testing

Keywords: 섬유강화 복합재료, 황동방 이방성, 탄성파, 임계각, 초음파검사