Hanning windowed sine torn bursts were used for exciting the transducer and piezoceramic transducers of the surface mounted type that can be commonly applied to metallic and composite materials. The surface mounted type sensors can detect signals in both symmetric and antisymmetric plate wave modes. In order to overcome the difficulties in the signal processing of the simultaneous modes, the symmetric and antisymmetric modes were separated by using two sensors bonded on the opposite surfaces at the same point. Spectral analyses of the separated symmetric and antisymmetric plate wave modes showed that each mode propagated with different frequency characteristics in the exciting frequency band range. By making use of these findings, structural damage information can be obtained from the complicated sensor signals that are not be interpreted in time domain. This thesis presents that the changes of power spectrum density in characteristic frequency band of symmetric and antisymmetric modes are proportional to the delamination size in quasi-isotropic Gr/Epoxy laminated beams. The damage in structures is a discontinuous producing the conversion of plate wave modes. Each mode has a characteristic propagation velocity and a characteristic frequency bandwidth. Therefore, the damage location can be estimated with the difference of the propagation velocity of each mode reflected from the boundaries of internal damage in composite laminates. The experiments are conducted to estimate the location of impact damage in the Gr/Epoxy laminated plate. The waveforms reflected from the boundaries of the impact damage are extracted from the algebraic difference signals between the reference signal obtained before the impact and the damage signal obtained after the impact. Finally, the location of impact damage was calculated with the time of flight and the mode type of the reflected waveforms.
금속재료와 복합재료에 공통적으로 사용 가능한 표면 부착형 압전재료와 이를 가진하기 위하여 Hanning window로 변조된 sine torn bursts를 사용하였다. 표면 부착형 압전재료는 판파의 대칭모드와 비대칭모드 신호를 동시에 탐지하므로 신호처리 과정에서 복합모드의 신호 처리에 어려움이 존재한다. 따라서, 이러한 신호처리의 어려움을 극복하기 위해서 평판의 같은 지점 앞뒷면에 두 개의 센서를 부착하여 대칭모드 와 비대칭모드 판파를 분리하였다. 이와 같이 분리된 신호의 주파수 분석을 수행하여 대칭 및 비대칭모드 판파가 가진 주파수 대역범위에서 각기 다른 주파수 특성을 갖고 전파됨을 보였다. 이러한 모드 별 판파의 주파수 특성을 이용하여 시간영역에서 손상의 정보를 얻기 힘든 신호로부터 손상 정보를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 이러한 모드별 주파수 특성을 이용하여 준 등방성 카본-에폭시 적층빔의 층간분리의 크기와 대칭모드와 비대칭모드의 특성주파수 대역의 파워 스팩트럼 밀도 비의 변화가 비례함을 제시하였다. 또한, 구조물의 내부손상은 판파의 모드변환을 발생시키며, 각각의 모드들은 특성 주파수 대역과 서로 다른 속도를 가지고 전파한다. 그러므로 복합적층판의 내부손상 경계면에서 반사된 각각의 모드들의 전파속도의 차이를 이용하여 손상의 위치를 추정할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 손상 경계면에서의 모드 변환을 이용하여 카본-에폭시 적층평판의 충격손상의 위치를 찾는 연구를 수행하였다. 복합적층 평판의 손상 전후 신호의 차이로부터 손상 경계면에서 반사된 파형을 추출하고 이 들 파형의 모드 식별과 전파속도를 이용하여 손상의 위치를 측정하였다.
