강 구조물의 손상 검색을 위한 램 웨이브와 웨이블렛 계수의 효율적인 사용

Abstract

토목 구조물의 취약 부재의 건전성 감시를 위해 초음파형 PZT 센서로부터 유도된 Lamb waves 기반의 비파괴 평가 기법이 매우 효율적으로 적용될 수 있다. 그러나, Lamb waves는 다수의 모드들이 중첩되어 분산특성을 가지고 전파하므로, 취득된 신호를 해석하기가 매우 까다로운 단점을 가지고 있는데, 이를 극복하기 위해 특정 주파수 범위에 속하는 Ao 모드를 채택하여 선택적인 가진과 감지가 가능하도록 하는 선행작업이 필요하다. PZT 센서의 효율적인 배치를 통해 Through Transmission과 Pulse/Echo방법으로 강판 내부의 균열 위치와 방향성을 정확히 찾아내었고, 볼트/너트로 체결된 조인트 구조물에서는 볼트 풀림 손상 검색을 위한 실험을 성공적으로 수행하였다. 한편, Lamb waves 신호의 효율적인 신호처리를 위하여 웨이블렛 변환기법이 제안되었는데, 연속형 Morlet 웨이블렛을 적용하여 시간-주파수 영역에서 얻어지는 정보로부터 손상 이후에 일어나는 Lamb waves 신호의 TOF(time of flight) 지체와 웨이블렛 계수의 크기 감소를 통하여 구조물의 손상을 성공적으로 찾아내었다. 이 논문은 두 종류의 강 구조부재들의 손상 검색에 대한 실험적 연구를 통해 Lamb waves와 웨이블렛 계수의 적용성을 명확하게 입증하였다.