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복합재 구조물 구조 손상 검출을 위한 광섬유 센서 적용 기법 연구
연도
2023년
학기
1학기
대학/학과
[군산대학교] 기계공학부
지도교수
박현범
팀명
팀원
안성진/정우성/차현진/유진호/최대호/하지규/손준혁
유형
수요기반
참여기업
(주)알앤에스

배경 및 목적

- 본 연구에서는 평판 구조물 특정 위치의 특정 수직 변위에 대한 거동을 단일 센서로 획득하는 것을 목표
- 이를 위해 직접 제작한 복합재료 시편에 단일 광센서를 설치 후 변위를 측정하여 해석과 비교를 수행
- 본 연구를 건설기계 장비의 접목시켜 크레인형 건설기계와 같은 금속 구조물 또는 복합재가 적용된 구조물의 손상을 확인하여 안전사고 사전예방
- 복합재 구조물에 대해 제작 및 유지 보수의 일정 및 비용 절감을 위해 다양한 방법들을 모색하여 찾은 결과 RTM(Resin Transfer Molding) 공법으로 복합재 제작 수행
- 복합재료는 높은 강도와 경량화를 제공하기 때문에 자동차, 항공기, 건축 구조물 등 다양한 분야에서 금속재료를 대체하여 적용

과제 내용

본 연구를 통해 복합재 구조물의 제작 공법인 RTM(Resin Transfer Molding)을 활용하여 복합재 평판 구조물을 제작
○ 광섬유 센서를 통해 내부 구조물의 변형률 등을 측정하여 손상 진단을 수행
○ 기존의 스트레인 게이지 등과 비교 시 광섬유 센서는 부착이 편리함, 하나의 전선연결 방식 등의 이점 확인
○ 복합재가 적용된 평판 구조물의 손상 진단을 기반으로 하여 향후 블레이드 손상 진단 예측

활용방안 및 기대효과

- 다양한 구조물의 복합재료 적용을 통해 경량화와 제작 비용 절감을 기대
- 광센서를 활용한 실시간 헬스 모니터링으로 복합재료의 초기 불량 및 다양한 구조물의 운용 중 손상에 대한 검출을 수행할 수 있으며 이를 통해 제작 및 유지 보수 일정 및 비용 절감을 기대
- 이러한 고장 진단은 현재 연구된 결과를 기반으로 AI 기법을 접목하여 빅데이터를 통해 학습된 내용으로 고장 패턴 등 상세한 손상 검출을 기대할 수 있으며 이러한 스마트 진단은 유지 보수뿐만이 아닌 최적 설계의 기초 데이터로 활용
- 완성된 스마트 진단 기법은 형상이 복잡한 구조물이거나 풍력터빈 블레이드와 같은 매우 큰 구조물의 진단에도 확산 적용을 기대
  • 과제영상 유튜브

담당자 정보

부서명산업혁신팀

담당자김순용

연락처063-472-2812

이메일ksy6514@gmail.com

위치전북특별자치도 군산시 산단남북로 189, 기업연구관 2층 전북산학융합원