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복합재료 패널의 건전성 모니터링과 소음·진동 저감기술

전문가 제언: ○ 에너지 절약이 절실히 필요함에 따라 이동구조물의 경량화는 필수적인 기술이 되어가고 있다. 보잉사는 787형기에서 주요구조부재의 약 절반을 복합재료제품으로 대체하여 경량화 함으로써 연료소비량을 크게 개선하고 있다.

○ 이 논문에는 경량･고강성 재료로 주목받고 있는 보강재강화CFRP적층패널의 건전성을 제한된 개수의 FBG 센서를 이용하여 모니터링 한 것과 결함부의 건전성추정과 위치확인 한 것을 기록하고 있다.

○ 시험패널의 동특성을 NASTRAN으로 해석하여 300Hz 이하에서 80개의 자연진동수와 해당진동모드를 찾아냈다. 이들 모드를 4개의 그룹으로 분류하여 제어에 활용하고 있다.

○ 해석과 시험결과에 의하면 0~100 Hz범위에서 19개의 자연진동수를 해석했는데 실험으로 16개를 확인한 것으로 기록하고 있다. 무작위신호입력에 대한 출력시그널의 FFT해석으로 19모드 중 16모드를 확인했다는 것은 참으로 믿기 어려운 일이다.

○ 여기서 제창한 “분산형 클러스터 제어시스템”에는 이해하기 어려운 새로운 개념을 포함하고 있다. 첫째로 몇 개의 센서를 사용하여 수없이 많은 진동모드를 4개의 구릅으로 나누는 “클러스터 센싱”이고, 둘째는 지정한 클러스터의 진동모드만을 활성화 할 수 있는 “클러스터 액추에이터”의 이용이다.

○ “클러스터 액추에이터”는 “목표로 정한 그룹만 활성화”하므로 활용에 여러 가지 제한이 따를 것이다. 그러나 이 논제는 대단히 실용적이며 중요하므로 앞으로의 진전을 유의 주시해야 할 것이다. CFRP적층패널해석에 관심 있는 연구원들에게 좋은 길잡이가 될 것으로 기대한다.

저자: Yoshihiro Kikushima
자료유형: 학술정보