능동센서 배열을 이용한 저온 반복하중 환경 항공기 날개 구조물의 손상 탐지

전준영; 정휘권; 박규해; 하재석; 박찬익

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자료유형: 학술저널

저자정보: 전준영 (전남대학교) 정휘권 (전남대학교) 박규해 (전남대학교) 하재석 (국방과학연구소) 박찬익 (국방과학연구소)

저널정보: 한국비파괴검사학회 비파괴검사학회지 비파괴검사학회지 제36권 제5호

발행연도: 2016.10

수록면: 345 - 352 (8page)

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높은 고도에서 운행되는 항공기는 -50℃이하의 극저온 피로환경에 노출된다. 이때 반복하중을 통해 발생되는 크랙과 같은 미세결함은 항공기 구조물의 물성변화를 야기하고 구조물 파단과 같은 심각한 구조적 결함을 야기한다. 따라서 효율적인 구조물의 유지보수 및 수명 예측을 위해 구조물의 지속적인 상태진단이 필요하다. 본 연구에서는 실제 항공기 운행조건과 유사한 극저온 피로환경에서 항공기 날개의 구조 건전성 모니터링을 수행하였다. 초기 결함 탐지를 위해 사각배열 압전구동기 및 센서를 구조물 하단에 부착한 뒤, 유도초음파 기반 능동센싱 기법을 통해 손상에 의한 산란 및 반사파를 측정하였다. 이후 통계학적 모델 분석과 위상배열기법을 통해 손상 발생 시점을 파악 및 손상 위치 탐지를 실시하였다. 또한, 극저온 환경에서의 센서의 생존성 파악과 구조 건전성 모니터링 결과의 신뢰성 향상을 위해 센서자가진단을 실시하였다. 실험결과, 제안된 기법을 통해 극한환경에서 운행되는 구조물의 초기 손상 탐지 및 손상 위치 탐지가 높은 정확도로 가능함을 확인하였다.

#빔포밍 #구조 건전성 모니터링 #센서자가진단 #압전구동기 #능동센싱 #통계학적 분석 #Structural Health Monitoring (SHM) #Sensor Diagnostics #Piezo-Electric Transducer #Active-Sensing #Statistical Analysis #Beamforming

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[학술지(정기간행물)] - A. Raghavan / 2007 / Review of guided-wave structural health monitoring / The shock and Vibration Digest 39 (2) : 91 ~ 116

[학술대회논문] - P. E. Lichenwalner / 1998 / Industrial and commercial applications of smart structures technology / Proceeding of 1998 SPIE Conference on Smart Structures and Materials 3326 : 406 ~ 417

[학술지(정기간행물)] - V. T. Rathod / 2011 / Ultrasonic Lamb wave based monitoring of corrosion type of damage in plate using a circular array of piezoelectric transducers / NDT&E International 44 : 628 ~ 636

[학술지(정기간행물)] - F. K. Chang / 2004 / Detection and monitoring of hidden fatigue crack growth using a built-in piezoelectric sensor/actuator network: II. validation using riveted joints and repair patches / Smart Materials and Structures 13 (3) : 621 ~ 630

[학술지(정기간행물)] - 정휘권 / 2014 / L-형상 압전체 센서 배열을 이용한 충격 및 손상 탐지 기법 개발 / 비파괴검사학회지 34 (5) : 369 ~ 376

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