Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences (한국항공우주학회지)

The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences (한국항공우주학회)
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Identification of Impact Damage in Smart Composite Laminates Using PVDF Sensor Signals

고분자 압전센서 신호를 이용한 스마트 복합적층판의 충격 손상 규명

  • 이홍영 (충남대학교 항공우주공학과 대학원) ;
  • 김인걸 (충남대학교 항공우주공학과) ;
  • 박찬익 (국방과학연구소)
  • Published : 2004.09.01
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Abstract

An experimental procedure to identify failure modes of impact damage using sensor signals and to analyze their general features is examined. A series of low-velocity impact tests from low energy to damage-induced high energy were performed on the instrumented drop weight impact tester to monitor the stress wave signals due to failure modes such as matrix cracking, delamination, and fiber breakage. The wavelet transform(WT) and Short Time Fourier Transform(STFT) are used to decompose the piezoelectric sensor signals in this study. The extent of the damage in each case was examined by means of a conventional ultrasonic C-scan. The PVDF sensor signals are shown to carry important information regarding the nature of the impact process that can be extracted from the careful signal processing and analysis.

저속충격에 의한 복합재의 파손 모드를 규명하기 위하여 PVDF 센서를 이용한 신호취득 방법과 측정된 PVDF 센서 신호를 시간-주파수 분석법 (time-frequency analysis)인 국소 퓨 리에 변환 및 웨이블렛 변환을 적용하여 분석할 수 있는 실험적 전차에 대하여 고찰하였다. 고분자 암전센서를 이용하여 저속충격시 발생할 수 있는 여러 충격손상 형태 모재균열, 층간분리, 섬유파단에 의한 응력파 측정 가능성을 고찰하기 위하여 일련의 저속충격 시험을 수행하였다. 충격 시험 후, 저속 충격을 받은 적층판에 대하여 C-scan 과 단면 검사를 통하여 센서 신호, 손상 모드 및 크기에 대한 상관관계를 고찰하였다. 센서신호의 취득과 신호분석을 통하여 저속충격의 발생/진행과정을 알 수 있는 많은 중요한 정보가 PVDF 센서신호에도 내재되어 있음을 알 수 있으며 PVDF 센서 신호를 주의 깊게 분석함으로써 저속 충격에 의한 복합재료의 손상 모드 규명이 가능하며 저속충격 위협에 대한 복합재 구조물의 건전성 모니터링에 활용할 수 있는 가능성을 제시하였다.

Keywords

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