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본 연구의 목적은 전기 저항 측정을 통한 탄소 섬유 강화 복합재의 파손 감지를 위한 효과적인 방법을 개발하는 것이다. 이를 위하여 복합재 적층판에 특정 파손을 인위적으로 모사하고 전기 저항의 변화와 모사된 파손과의 관계를 정립하려 하였다. 많은 량의 측정치를 효과적으로 처리하기 위하여 자동화된 측정 시스템을 개발하였다. 전기 저항 측정을 위하여 시편 표면에 전극을 제작하는 방법을 개발하였다. 쿠폰과 평판 형태의 탄소 섬유 강화 복합재 적층 시편에 인위적인 파손을 부과하고 전기 저항을 측정하고 그 결과를 후처리하는 과정으로 파손을 검출하였다. 쿠폰 형태의 시편은 제작시에 다양한 크기의 테플론 필름을 삽입하여 층간 분리를 모사하였다. 전기 저항 측정 결과 층간 분리 크기가 증가함에 따라 전기 저항도 증가하는 경향을 보였으며, 이를 통해 층간 분리의 존재와 그 크기를 검출할 수 있음을 보였다. 평판 시편은 초기에는 인위적인 파손 없이 제작하여 전기저항을 측정하고, 이후 특정 위치에 원공을 뚫고 원공의 직경을 증가시켜 가며 전기저항의 변화를 관찰하였다. 실험에 사용한 평판은 각 변에 6개의 전극을 설치하여 총 24개의 전극을 갖도록 하였으며 수직, 수평, 대각선 방향의 전극간의 전기 저항을 측정하였다. 측정 결과는 탄소 섬유 강화 복합재 구조물의 파손 검출을 위하여 전기 저항 측정법의 가능성을 보였다.

The objective of this research was to develop a practical integrated approach using extracted features from electrical resistance measurements and coupled electromechanical models of damage, for in-situ damage detection and sensing in carbon fiber reinforced plastic(CFRP) composites. To achieve this objective, we introduced specific known damage (in terms of type, size, and location) into CFRP laminates and established quantitative relationships with the electrical resistance measurements. For processing of numerous measurement data, an autonomous data acquisition system was devised. We also established a specimen preparation procedure and a method for electrode setup. Coupon and panel CFRP laminate specimens with several known damage were tested. Coupon specimens with various sizes of artificial delaminations obtained by inserting Teflon film were manufactured and the resistance was measured. The measurement results showed that increase of delamination size led to increase of resistance implying that it is possible to sense the existence and size of delamination. A quasi-isotropic panel was manufactured and electrical resistance was measured. Then three different sizes of holes were drilled at a chosen location. The panel was prepared using the established procedures with six electrode connections on each side making a total of twenty-four electrodes. Vertical, horizontal, and diagonal pairs of electrodes were chosen and the resistance was measured. The measurement results showed the possibility of the established measurement system for an in-situ damage detection method for CFRP composite structures.

권호기사

권호기사 목록 테이블로 기사명, 저자명, 페이지, 원문, 기사목차 순으로 되어있습니다.
기사명 저자명 페이지 원문 목차
Active-sensing lamb wave propagations for damage identification in honeycomb aluminum panels Eric B. Flynn ;R. Andrew Swartz ;Daniel E. Backman ;Gyuhae Park ;Charles R. Farrar pp.269-282

Development of ultrasonic wave propagation imaging system Chen-Ciang Chia ;Jung-Ryul Lee ;Jong Heon Kim pp.283-292

초음파 원자 현미경을 이용한 재료 표면의 탄성 이미지화 김정석 ;박태성 ;박익근 ;이승석 ;이창준 pp.293-298

구조 건전성 모니터링을 위한 광섬유 브래그 격자 센서와 차동법을 적용한 로드셀 개발 김대현 pp.299-307

저속충격에 의해 발생한 복합적층판 음향방출신호의 웨이블릿 분해 특성에 관한 연구 방형준 ;김천곤 pp.308-315

다중화된 FBG센서를 이용한 중공 내민보의 정적 거동 분석 이태희 ;강동훈 ;정원석 ;목영진 pp.316-322

잉여 전기 저항 측정을 이용한 탄소 섬유 강화 복합재의 파손 측정 강지호 pp.323-330

우주 발사체 구조 요소의 비파괴검사 공철원 ;윤종훈 ;박재성 ;은세원 ;장영순 ;이영무 pp.331-337

경계요소법을 이용한 유도초음파 토모그래피 영상화 기법 Yunri Piao ;조윤호 ;Lianji Jin ;안봉영 ;김노유 ;조승현 pp.338-343

표면파의 음향 비선형성과 실험적 특성 검증 이재익 ;권구도 ;이태훈 ;장경영 pp.344-350

MCNP 기반의 CBCT 전산모사 시스템 개발 임창휘 ;조민국 ;한종철 ;윤한빈 ;윤승만 ;정민호 ;김호경 pp.351-359

철근 콘크리트 슬래브 구조 손상 평가를 위한 음향방출 신호분석 김정희 ;한병희 ;서대철 ;윤동진 pp.360-367

초음파 탄성 영상 평가를 위한 플라스틱 기반의 팬텀 개발 안동기 ;정목근 pp.368-373

SG Tube 축방향 노치 균열의 정량적 EC 신호평가 민경만 ;박중암 ;신기석 ;김인철 pp.374-382

참고문헌 (19건) : 자료제공( 네이버학술정보 )

참고문헌 목록에 대한 테이블로 번호, 참고문헌, 국회도서관 소장유무로 구성되어 있습니다.
번호 참고문헌 국회도서관 소장유무
1 Load and failure analyses of CFRP laminates by means of electrical resistivity measurements 네이버 미소장
2 N. Muto, H. Yanagida, T. Nakatsuji, M. Sugita and Y. Ohtsuka, "Preventing fatal fractures in carbon-fiber-glass-fiber-reinforced composites by monitoring changes in electrical resistance," Journal American Ceramic Society, Vol. 76, pp. 875-879, (1992) 미소장
3 X. Wang and D. D. L. Chung, "Self-monitoring of fatigue damage and dynamic strain in carbon fiber polymer- matrix composite," Composites, Part B, Vol. 29, pp. 63-73, (1998) 미소장
4 In situ detection of damage in CFRP laminates by electrical resistance measurements 네이버 미소장
5 Sensing damage in carbon fiber and its polymer-matrix and carbon-matrix composites by electrical resistance measurement 네이버 미소장
6 J. C. Abry, Y. K. Choi, A. Chateauminios, B. Dalloz, G. Giraud and M. Salvia, "In-situ monitoring of damage in CFRP laminates by means of AC and DC measurements," Composites Science and Technology, Vol. 61, pp. 855-864, (2001) 미소장
7 M. Kupke, K. Schulte and R. Schuler, "Non-destructive testing of FRP by D.C. and A.C. electrical methods," Composites Science and Technology, Vol. 62, pp. 837- 847, (2001) 미소장
8 Fatigue damage characterization in carbon fibre composite materials using an electrical potential technique 네이버 미소장
9 The effect of number of electrodes and diagnostic tool for monitoring the delamination of CFRP laminates by changes in electrical resistance 네이버 미소장
10 Delamination identification of cross-ply graphite/epoxy composite beams using electric resistance change method 네이버 미소장
11 Measurement of orthotropic electric conductance of CFRP laminates and analysis of the effect on delamination monitoring with an electric resistance change method 네이버 미소장
12 A. Todoroki, Y. Tanaka and Y. Shimamura, "Delamination monitoring of graphite/epoxy laminated composite plate of electric resistance change method," Composites Science and Technology, Vol. 62, pp. 1151-1160, (2002) 미소장
13 High performance estimations of delamination of graphite/epoxy laminates with electric resistance change method 네이버 미소장
14 Identifying Delamination in Cross-ply and Quasi-isotropic Beams of CFRP by a Standardized Electrical Resistance Method 네이버 미소장
15 Electrical resistance change method for monitoring delaminations of CFRP laminates: effect of spacing between electrodes 네이버 미소장
16 Detection of Matrix Cracking of CFRP Using Electrical Resistance Changes 네이버 미소장
17 Electromechanical modeling of unidirectional CFRP composites under tensile loading condition 네이버 미소장
18 Ruediger Schueler, Shiv P. Joshi and Karl Schulte, "Damage detection in CFRP by electrical conductivity mapping," Composites Science and Technology, Vol. 61, pp. 921- 930, (2001) 미소장
19 Marthinus van Schoor, Andrew Cutler, Marcel Huigsloot, and Jared Keegan, "Resistance-based structural health monitoring of electrically conductive composites," 61st AHS Forum, Grapevine TX, (2005) 미소장

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