본 논문에서는 일치 추적 분해를 활용한 샌드위치 복합재의 결함 탐지 및 정량화 방법을 소개한다. 샌드위치 복합재 시편을 제작하 기 위해 핸드 레이-업 공법과 핫 프레스 공법을 활용하여 결함이 존재하는 시편과 없는 시편을 제작하였다. 결함의 위치와 정도를 파 악하기 위해 플래시 서모그래피를 활용하여 확인하였다. 각각의 시편에서 데이터를 확보하기 위해 pitch-catch법을 활용한 초음파 전 파 실험을 설정하였고, 샌드위치 복합재의 표면에 부착한 압전 센서를 통해 데이터를 확보하였다. 획득한 신호는 일치 추적 분해를 이 용하여 추정 및 분해하고, 고속 푸리에 변환과 웨이블릿 변환 기반 노이즈 제거 방법과의 성능을 비교하였다. 노이즈를 제거한 신호는 각각 동일한 구조의 1-D CNN 모델에 훈련하여 성능을 비교하였다. 제안한 일치 추적 분해 기반 신호 노이즈 제거는 기존의 방법보다 높은 정확도, 안정성, 훈련 속도를 보였으며, 시간-주파수 영역에서 보다 직관적인 모드 분리를 확인하여 특성 추출을 통한 일치 추적 분해 기반 신호 전처리 및 딥러닝 모델 훈련의 가능성을 확장할 수 있음을 확인하였다.

In this study, the fracture property of impact absorption is investigated using the carbon fiber composite material. And this property is compared with the carbon fiber composite material with aluminum foam. Carbon fiber composite material has the high specific strength and rigidity and the superior durability and fatigue life and light weight. On the ground of these properties, this material has been used widely at the fields of airplane, national defence industry, vehicle and the various industrial areas. Aluminum foam can also be applied at the various areas as it is the material with the superior properties. And this foam is the material which can solve the problem on the light weight of particular product. At the condition of the impact energy of 20J, the maximum loads of CFRP sandwich composite and CFRP sandwich composite with aluminum foam core are shown to be 5.7 kN and 6.5 kN respectively. In case of maximum energies, these values are shown to be 19 J and 17.5 J respectively. At the impact energy of 50 J, the maximum loads of CFRP sandwich composite and CFRP sandwich composite with aluminum foam core are shown to be 7 kN and 8.8 kN respectively. In case of maximum energies, these values are shown to be 43 J and 48 J respectively. At the impact energy of 80 J, the maximum loads of CFRP sandwich composite and CFRP sandwich composite with aluminum foam core are shown to be 9.2 kN and 11 kN respectively. In case of maximum energies, these values are shown to be 70 J and 63 J respectively. As the result of this study, the mechanical properties are investigated through the impact experiments on the composites composed of the closed aluminum foam and the carbon fiber reinforced plastic used frequently as absorbents.

본 논문에서는 탄소 섬유 강화 플라스틱 샌드위치 복합재료의 시뮬레이션 해석을 통해 기계적 충격특 성에 대해 연구를 하였다. 스트라이커에 30 J, 60 J, 100 J의 충격에너지를 부여하여 고정 된 시험편에 충격을 가했다. 시뮬레이션 해석 방법은 ANSYS를 이용하여 실제와 같은 경계조건을 주며 유한요소해 석을 진행하였다. 그 결과는 100J의 충격에 에너지를 가해졌을 때 스트라이커가 시험편을 완전히 관통하는 모습이 보이고 충격에너지 30J과 60J일 때는 스트라이커가 시험편을 관통하지 않았다. 본 연구의 결과로 탄소 섬유 강화 플라스틱과 알루미늄 폼으로 조립한 복합재료의 구조적 안전성을 예측과 구조적 안전성이 높이는 사료가 된다.