• Composites Research
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• v.15 no.5
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• pp.7-13
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• 2002

The piezoelectric thin film sensor has good characteristics to observe the impact responses of composite structures. The capabilities for monitoring impact behavior of Gr/Ep laminates subjected to damage-induced impact using the PVDF(polyvinylidene fluoride) film sensor were examined. For a series of low-velocity impact tests from low energy to damage-induced energy, simulated sensor signals were compared with measured signals and the PVDF film sensor. Local impact damages(matrix cracking and delamination) were found at three impact tests, but the measured signals agreed well with the simulated sensor signals based on the linear relationship between the impact forces and the PVDF film sensor signals. And the inverse technique was applied to reconstruct the impact forces using the PVDF film sensor signals. Most of reconstructed impact forces had good agreement with the measured forces. The comparison results showed that the local damage due. to low-velocity impact didn't disturb the global impact responses of composite laminates and the reconstruction of impact forces from PVDF sensor signals wasn't affected by the local damage.

• Composites Research
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• v.15 no.2
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• pp.11-17
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• 2002

The piezoelectric thin film sensor can be used to interpret variations in structural and material properties, e.g. for structural integrity monitoring and assessment. To illustrate one of this potential benefit, PVDF (polyvinylidene fluoride) film sensors are used for monitoring impact damage in Gr/Ep composite panels. Both PVDF film sensors and strain gages are attached to the surface of Gr/Ep specimens. A series of impact tests at various impact energy by changing impact mass the height are performed on the instrumented drop weight impact tester. The sensor responses are carefully examined to predict the onset of impact damage such as indentation, matrix cracking, and delamination, etc. Test results show that the particular waveforms of sensor signals implying the damage initiation and development are detected above the damage initiation impact energy. As expected, the PVDF film sensor is found to be more sensitive to impact damage initiation event than the strain gage.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.2
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• pp.51-56
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• 2003

The piezoelectric thin film(PVDF: polyvinylidene fluoride) sensors having good dynamic sensing charachteristics can be used to monitor low vwlocit impact on composite structures. The impact response function for composite sandwich beam was derved. The impact tests at low energy without inducing damage were performed on the instrumented drop weight impact tester. The measured signals of PVDF sensors attached on the surface of the beam agreed well with the simulated signals. And the inverse technique was applied to reconstruct the impact forces from the PVDF sensor signals. Most of reconstructed impact forces showed good agreement with the measured forces. The comparison results showed that the piezoelectric thin film sensor can be used to monitor the low velocity impact on composite sandwich structures.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2003.10a
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• pp.134-134
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• 2003

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.194-194
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• 2004

개인용 로봇의 촉각기능을 담당할 수 있는 유연성 기반 인공피부센서 시스템을 설계 및 제작하였다. 수직력을 측정할 수 있는 64 개의 FSR 센서(Techstorm Co.)와 전단력을 동시에 측정할 수 있는 1 개의 PVDF 필름(PSI Co.)을 융합하여 인공피부센서 시스템을 제작하였다 제작된 촉각센서는 10 cm x 10 cm 크기로 임의의 물체가 접촉할 경우 형상을 측정할 수 있으며 또한 물체표면의 거칠기 상태를 판단할 수 있다. 한편, 3축 로드셀 기반 평가 시스템을 제작하여 센서의 수직력을 평가하였으며 PVDF 필름을 통한 접촉하는 대상의 거칠기 평가는 주파수 분석으로 평가하였다.(중략)

• Composites Research
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• v.18 no.6
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• pp.26-33
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• 2005

The mechanical properties of composite materials may severely degrade in the presence of damage. Especially, the high-velocity impact such as bird strike, a hailstorm, and a small piece of tire or stone during high taxing, can cause considerable damage to the structures and sub-system in spite of a very small mass. However, it is not easy to detect the damage in composite plates using a single technique or any conventional methods. In this paper, the PVDF(polyvinylidene fluoride) film sensors were used for monitoring high-velocity impact damage initiation and propagation in composite laminates. The WT(wavelet transform) and STFT(short time Fourier transform) are used to decompose the sensor signals. A ultrasonic C-scan and a digital microscope are also used to examine the extent of the damage in each case. This research shows how various sensing techniques, PVDF sensor in particular, can be used to characterize high-velocity impact damage in advanced composite.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.288-289
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• 2011

압전 효과에 기초한 셀룰로오스 압전 종이의 진동센서 응용 가능성을 알아보았다. EAPap (Electroactive paper)은 재생과정과 테입 캐스팅을 이용해 만들었으며, 얇은 적층 필름을 이용해 코팅하였다. EAPap 샘플을 알루미늄 외팔보에 부착하여 진동 실험을 수행하였다. EAPap 센서의 출력을 비교하기 위해 가속도계를 이용하여 보의 응답 특성을 동시에 측정하였으며, 유한요소법을 이용해 보의 동특성을 구하여 비교하였다. EAPap 센서는 주위 환경 노이즈의 영향을 많이 받았는데, 접지와 절연을 통해 이러한 노이즈의 영향을 많이 감소시킬 수 있었으며, 실험결과로부터 EAPap의 진동센서 응용 가능성을 확인하였다.

• Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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• v.15 no.2 s.95
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• pp.239-247
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• 2005

This paper deals with the development of a contact-type counting device using a piezoelectric polymer film as a sensor. The piezoelectric and vibration characteristics of the film under a bending vibration were investigated theoretically and experimentally. A counting device, which includes filters, an amplifier, an analog-digital converter, and a display, was designed and fabricated. The performance of the piezoelectric polymer sensor was evaluated in the sense of the responses to contact force, contact frequency, and contact speed. The life and the temperature effect were also investigated for the piezoelectric film sensor.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1994.10a
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• pp.116-120
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• 1994

최근 항공우주 및 생산자동화 분야의 급격한 발달에 따라 정밀도와 효율성을 향상시키기 위해 저중량, 고강도 구조물이 요구된다. 그러나 경량화 추세로 인해 수반되는 구조물의 유연성 증가로 외력에 대한 구조응답의 진폭이 커지고 구조물의 피로 수명이 단축되어 매우 위험한 상황에 이를 수 있다. 이런 바람직하지 않은 진동현상을 제어하기 위해 여러 제어이론을 응용한 진동억제시스템의 연구가 활발하며, 신소재인 압전재료의 개발로 새로운 방향이 제시되고 있다. 압전재료는 유연한 구조물에 부착되어 압전재료의 수축, 팽창 운동에 의해 발생된 에너지를 부착된 구조물에서의 제어력으로 사용되어, 진동 혹은 자세 및 형상 제어에 활용되고 있다. 압전재료에 대한 연구로는 Crawley, de Luis3가 보의 표면 혹은 내부에 압전세라믹을 부착하여 액튜에이터로 사용하는 경우 집중모멘트를 가하는 역할을 함을 밝혔고, Hanagud, obal은 압전재료를 센서와 액튜에이터로 사용해 복합재료 보에 대한 최적 진동제어 알고리즘을 개발, 그 성능에 대한 효과를 조사하였고 임의의 위치에 부착된 센서 및 액튜에이터를 고려한 복합재료 보의 운동방정식을 유한요소법을 이용 유도하였으며 변위율 피드백(rate feedback)과 모달피드백(modal feedback) 제어기를 적용하여 진동제어 효과를 고찰하였다. 그리고 Tomas, James, Hubbard는 압전필름을 액튜에이터로 사용해 복합재료 보에 Liapunov 제어기와 변위율 피드백 제어기를 사용하여 능동감쇠기를 설계하였고, Lee, Chaing, Sullivan은 압전필름을 센서와 액튜에이터로 사용해 평판에 변위율 피드백 제어기를 적용한 능동감쇠기를 설계하고 실험적으로 수행하였다. Base가 백색잡음가진을 지속적으로 받을 때 보끝의 움직임이 최소가 되도록 제어하고자 연구를 수행 중인 바 그 결과로소 본 논문에서는 적용시켰고 F-P-K 방정식을 이용해 확률영역으로 변환하여 LQR 제어기와 pole allocation 제어기를 시스템에 적용시켜 우수한 특성을 갖음을 제어 시뮬레이션의 결과를 통해 입증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.1221-1222
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• 2015

본 연구에서는 촉각 센서와 에너지 수확소자가 한 소자에 융합되어있는 구조를 제안한다. 이 소자는 압전 스트랩과 유연한 튜브, 폴리머 필름으로 구성되어있으며, 유연하며 잘 늘어나는 직물구조를 갖는다. 완성된 소자에 수평방향의 인장 및 수축 힘이 가해지면 전압이 발생하여 에너지 수확소자로 동작하며, 수직방향의 힘이 가해지면 정전용량이 변화하여 촉각센서로 동작한다. 제작한 소자가 에너지 수확소자로 동작할 때 최대 36.6 V의 출력 전압이 측정되었으며, 소자를 누르는 수직힘이 증가할수록 정전용량이 커지는 것을 확인하였다.