• Composites Research
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• 제13권1호
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• pp.40-49
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• 2000

저속 충격과 같은 충격 하중은 복합재 구조물에 중요한 손상의 요인이 되며, 충격에 의해 발생한 층간분리와 같은 손상은 쉽게 검출하기 힘들며 구조물의 큰 위험 요인이 될 수 있다. 본 연구에서 이러한 충격 하중을 계속적으로 감시할 수 있는 스마트 복합재 구조물의 충격 모니터링 시스템 개발의 기초 연구를 수행하였다. 충격 모니터링이란 충격이 발생하였을 때 충격 하중이 발생한 위치를 검출하고, 충격에 의하여 구조물에 손상이 발생하였는지 판단하고, 발생하였다면 어느 정도의 손상인지를 평가할 수 있는 시스템을 말한다. 본 연구에서는 이 시스템의 첫 단계인 복합적층 평판에 대한 충격 위치 검출 연구에 이어서 두 번째 단계로 충격 손상의 발생 여부를 실시간으로 검사할 수 있는 방법을 연구하였다. 본 연구에서는 충격에 의한 PZT 신호를 시간-주파수 해석 방법인 웨이블릿 변환을 이용하여 손상 모니터링 하는 연구를 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권2호
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• pp.51-56
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• 2003

압전필름센서는 우수한 동적 감지 특성을 갖고 있어 복합재 구조의 저속충격을 모니터링하는데 유용하게 사용될 수 있다. 복합재 샌드위치 보에 대한 충격응답함수를 유도하였으며, 이를 충격시험와 비교하였따. 충격시험은 손상이 발생하지 않는 저에너지 조건에서 계측장치가 부착된 낙하식 충격시험기를 이용하여 수행하였다. 충격하중에 으한 샌드위치보의 거동을 예측하는 정방향 문제와 압전필름센서 신호로부터 충격력을 복원하는 역방향 문제에서 시험과 해석의 결과는 잘 일치하였다. 본 연구를 통하여 압전필름센서를 이용한 복합재 샌드위치 구조의 저속충격 모니터링 가능성을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제24권1호
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• pp.24-30
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• 2011

복합재 구조물에서 발생하는 저속 충격에 의한 손상은 대부분 복합재의 내부나 충격을 받은 면의 반대 면에서 발생하기 때문에 검출이 쉽지 않아 시간이 지날수록 구조물이 위험에 처할 확률이 높아진다. 하지만 기존의 비파괴검사 방법은 일정한 주기에 따라 수행되기 때문에 즉각적으로 충격 손상을 감지할 수 없다는 단점이 있다. 따라서 최근에는 이러한 단점을 극복하고자 비파괴검사 장비를 구조물 내에 탑재하여 실시간으로 구조물의 건전성을 확인하는 개념인 구조 건전성 모니터링에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중의 하나인 충격 모니터링 시스템은 운용 중에 발생한 충격 이벤트를 감지하고 그 위치 및 손상 정도에 대한 정보를 제공해 주어야 한다. 이를 위한 첫 번째 단계로 본 연구에서는 복합재 평판 및 복잡한 복합재 시편 구조물에 FBG 센서를 부착하여 충격 위치 검출 시험을 수행하였고, 이와 같은 복합재 시편에 대해 충격 파손 시험을 수행하여 손상 발생 유무를 예측하는 시험을 수행하였다. 저속 충격에 의해 발생하는 음향 파는 (주)파어버프로에서 개발한 고속 FBG interrogator를 사용하여 4개의 다중화된 FBG 센서로부터 동시에 취득하였고, 신경회로망을 이용한 학습을 거쳐 충격 발생 위치를 검출하였다. 또한 충격 파손 시험으로부터 취득한 음향 파의 웨이블릿 변환을 통해 충격 손상의 발생 유무 예측 가능성을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.574-576
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• 2022

본 논문에서는 원격 모니터링이나 시뮬레이션 시스템에서 충격 효과를 그래픽으로 표시하는 기술을 개발하였다. 산업 현장의 장비나 시설을 실시간으로 점검하며 보수의 시기를 찾아내거나 사고의 예방을 위해 원격 모니터링이나 시뮬레이션 시스템이 활용되고 있다. 이러한 시스템들은 사용자들에게 시각정보를 제공하여 상황을 보다 이해하기 쉽도록 도움을 준다. 논문에서 제안하는 내부 충격의 그래픽 표시 기법은 3차원 그래픽을 활용하여 장비나 시설을 모델링하고, 장비에서 발생하는 충격과 손상의 위치를 볼륨 렌더링을 이용하여 내부에 표시하는 방법이다. 이는 장비 내부의 충격과 손상 위치에 볼륨 렌더링으로 충격파를 표시하여 보다 정확하게 문제점을 파악할 수 있다는 장점이 있다. 그리고 보다 강렬한 시각 효과를 통해 문제 상황을 보다 빨리 확인할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권8호
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• pp.41-46
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• 2006

충격응답함수와 조정법(regularization methods)을 이용하여 항공기 날개의 충격하중 복원 가능성을 검토하였다. 충격하중에 대한 구조의 응답을 내타낼 수 있는 충격응답함수를 날개 유한요소모델의 강성과 질량 자료로 유도하였다. 일반적으로 부적합(ill-posed) 특성을 지닌 충격응답함수의 역행렬은 반복 Tikhonov 조종법(Iterative Tikhonov Regularization Method)과 일반화 특이치 분해법(Generalized Singular Value Decomposition Method)을 사용하여 구하였다. 수치적 입증을 위하여 전투기급 주익을 사용하였다. 해당 주익의 유한요소해석을 통하여 임의의 충격하중에 대한 변위와 변형률을 계산하였으며, 이를 충격응답함수로 계산한 결과와 비교하였다. 또한, 유한요소해석에서 계산된 변형률을 사용하여 충격하중을 복원하였다. 수치적 입증 결과 항공기 구조의 충격하중 모니터링이 본 방법으로 가능할 수 있음을 보여주었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권7호
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• pp.51-59
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• 2004

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.

• Composites Research
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• 제15권2호
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• pp.11-17
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• 2002

우수한 동적 감지특서을 갖는 압전필름센서는 구조 건전성 모니터링이나 평가와 같은 구조물과 재료의 변화를 분석하는데 사용될 수 있다. 압전필름센서의 이러한 특성을 이용하여 Gr/Ep 복합재 평판의 충격 손상개시를 모니터링하였다. 압전필름센서와 스트레인게이지를 Gr/Ep 복합재 평판에 부착하여 다양한 조건의 에너지에 대한 충격시험을 낙하식 충격 시험기를 사용하여 수행하였다. 충격시험을 수행하는 동안 영구압입, 기지균열, 층간분리와 같은 충격 손상개시를 예측하기 위하여 센서신호를 분석하였다. 충격에너지를 초기 손상이 발생할 수 있는 크기 이상으로 증가시키면 손상의 개시와 진전에 대한 정보를 포함하는 특정 센서 신호를 관찰할 수 있었다. 특히, 압전필름세서는 스트레인게이지 보다 충격 손상개시 및 진전에 대한 좋은 감지 특성을 보여주었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권5호
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• pp.369-376
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• 2014

항공기 구조물 표면에 발생하는 외부 충격은 크랙과 같은 손상을 발생시킬 수 있으며 이는 차후 큰 결함을 야기하기 때문에 충격과 손상을 탐지하고 위치를 추정하는 것은 구조 안정성 모니터링에 있어 중요한 부분이다. 본 연구에서는 능동, 수동 센싱기법을 조합한 L-형상 압전체 센서 배열을 사용하여 충격과 손상을 탐지할 수 있는 기법을 개발하였다. 수동 센싱기법으로 1개 센서군 당 3개의 센서를 L-형상으로 배치하여 충격 발생 각도를 추정하고 2개의 센서군을 사용하여 충격위치를 탐지하는 방법을 도입하였다. 이 수동 센싱기법을 유도초음파 기반의 능동 센싱기법에 확대 적용하여 동일한 압전소자로 충격 탐지와 더불어 손상을 탐지할 수 있는 방법을 개발하였다. 이 기법은 방향에 따른 파동의 속도 변화와 같은 구조물에 대한 정보 없이도 위치 추정이 가능하여 비등방성 구조 내에서도 정확한 충격 및 손상 위치 정보를 얻을 수 있다. 개발된 기법을 날개 형태 구조물 및 CFRP 판에 적용하여 실험적으로 정확한 충격 및 손상 위치를 추정할 수 있음을 증명하였다.

• 한국가스학회지
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• 제4권3호
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• pp.59-64
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• 2000

배관에 가해지는 충격을 실시간으로 모니터링하고, 충격위치를 산출 할 수 있는 모니터링 시스템을 무선데이타 통신을 이용하여 개발하였고, 마산만 해저배관에 현장적용 후 충격실험을 통하여 유용성을 검증하였다. 실험에 사용된 배관은 총 길이 1365m, 운용압력 8.6kgf/cm^2$$, 직경 12inch인 실제 운용중인 해저가스배관을 사용하였다. 충격실험에서 충격위치 계산오차는 배관내에서 충격음파 속도의 $1\%$정도의 거리였다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.151-156
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• 2004

최근 국내외에서 국제무역 물량의 증대에 따라 대규모 항만 건설 공사가 진행되고 있으며, 이에 경제성, 시공성이 뛰어난 Caisson 형식의 구조물이 많이 사용되어지고 있다. 특히 항만 및 어항의 외곽시설인 방파제는 계류선박의 안전과 하역 및 적화를 용이하게 하는 중요한 구조물이다. 따라서, 본 연구에서는 Caisson식 방파제에 태풍, 충격력과 같은 몇 가지 외력 조건에 대하여 구조 해석을 실시하여 손상메커니즘을 분석하였다 이러한 손상 메커니즘에 따라 손상을 인위적으로 발생시켜 손상 위치 탐색을 수행하였다.