판파(판파)와 압전센서를 이용한 복합재 구조물의 손상평가 = Damage assessment for composite structures using plate wave and piezoelectric sensors

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금속재료와 복합재료에 공통적으로 사용 가능한 표면 부착형 압전재료와 이를 가진하기 위하여 Hanning window로 변조된 sine torn bursts를 사용하였다. 표면 부착형 압전재료는 판파의 대칭모드와 비대칭모드 신호를 동시에 탐지하므로 신호처리 과정에서 복합모드의 신호 처리에 어려움이 존재한다. 따라서, 이러한 신호처리의 어려움을 극복하기 위해서 평판의 같은 지점 앞뒷면에 두 개의 센서를 부착하여 대칭모드 와 비대칭모드 판파를 분리하였다. 이와 같이 분리된 신호의 주파수 분석을 수행하여 대칭 및 비대칭모드 판파가 가진 주파수 대역범위에서 각기 다른 주파수 특성을 갖고 전파됨을 보였다. 이러한 모드 별 판파의 주파수 특성을 이용하여 시간영역에서 손상의 정보를 얻기 힘든 신호로부터 손상 정보를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 이러한 모드별 주파수 특성을 이용하여 준 등방성 카본-에폭시 적층빔의 층간분리의 크기와 대칭모드와 비대칭모드의 특성주파수 대역의 파워 스팩트럼 밀도 비의 변화가 비례함을 제시하였다. 또한, 구조물의 내부손상은 판파의 모드변환을 발생시키며, 각각의 모드들은 특성 주파수 대역과 서로 다른 속도를 가지고 전파한다. 그러므로 복합적층판의 내부손상 경계면에서 반사된 각각의 모드들의 전파속도의 차이를 이용하여 손상의 위치를 추정할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 손상 경계면에서의 모드 변환을 이용하여 카본-에폭시 적층평판의 충격손상의 위치를 찾는 연구를 수행하였다. 복합적층 평판의 손상 전후 신호의 차이로부터 손상 경계면에서 반사된 파형을 추출하고 이 들 파형의 모드 식별과 전파속도를 이용하여 손상의 위치를 측정하였다.
Advisors
김천곤researcherKim, Chun-Gonresearcher
Description
한국과학기술원 : 항공우주공학전공,
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
2004
Identifier
237562/325007  / 000975054
Language
kor
Description

학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 항공우주공학전공, 2004.2, [ xii, 132 p. ]

Keywords

압전센서; 손상평가; 복합재료; 판파; PLATE WAVE; PIEZOELECTRIC SENSOR; DAMAGE ASSESSMENT; COMPOSITS

URI
http://hdl.handle.net/10203/26306
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=237562&flag=dissertation
Appears in Collection
AE-Theses_Ph.D.(박사논문)
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