Baseline-referenced 국소 파수 분석을 통한 레이저 스캐닝 기반 손상 탐지 기법 = Laser Scanning-based Damage Detection for Complex Structures using Baseline-referenced Local Wavenumber Analysis

국문 초록 (Abstract)

레이저 스캐닝 기반의 손상 탐지 기술은 다양한 구조물에 효과적으로 적용되어 왔다. 하지만 복잡한 형상의 구조물에서는 두께나 다양한 경계 조건의 변화로 인해 성능이 저하될 수 있다. 본 연구에서는 구조물의 손상에 의한 파수를 건전 상태 파수와 비교함으로써 손상을 가시화하는 baseline-referenced 손상 탐지 기법을 제안한다. 단일 주파수 가진을 통해 생성된 정상응답은 레이저 스캐닝을 통해 측정되었으며, 측정된 정상응답은 국소 영역으로 나누어, 파수 도메인에서 방향별 비교를 통해 손상지표를 추출하였다. 이후 손상지표를 공간영역에 맵핑함으로써 손상을 가시화하였다. 본 기법의 검증을 위해 강화 리브가 부착된 알루미늄 판재와 복합재 판재에 실험을 수행하였으며, 그 결과 제안하는 방법이 복잡한 구조물에서 형상에 의한 파수변화와 결함에 의한 파수변화를 효과적으로 구분하고 손상의 위치와 크기를 정확하게 탐지할 수 있음을 증명하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Laser-scanning-based damage-detection techniques have been employed for various structures. Although they are effective for simple structures, they exhibit poor performance for complex-shaped structures owing to their thickness variations and numerous boundary conditions. Therefore, this paper presents a baseline-referenced damage-detection method that visualizes damage by analyzing the differences between the wavenumbers of healthy structures and those with structural damage. The steady-state response generated through a single-frequency excitation was measured through laser doppler vibrometry scanning and divided into local regions. Subsequently, damage indicators were extracted through directional comparisons in the wavenumber domain and the damage was visualized by mapping them to local spatial regions. The proposed technique was validated through experiments on both aluminum plates with reinforced ribs and composite plates. The results indicated that the proposed method can accurately detect the location and extent of damage in complex structures. Additionally, it effectively distinguishes between the wavenumber changes caused by the structural geometry and those caused by damage, thereby enabling accurate damage detection for complex structures where the use of conventional methods is challenging.