[데이터이관 글자수 검증으로 인한 추가 텍스트 입력][데이터이관 글자수 검증

DIC 기법은 스페클 패턴이 하중에 대하여 얼마나 이동하는지를 패턴 매칭 기법에 의하여 계산하는 방법으로 물체 표면에 스페클 패턴을 만들어 주어야 한다. 흰색 페인트 바탕 위에 검은색 페인트를 뿌려서 스페클 패턴을 만드는 방법을 사용한다는 것이 일반적이다. 그런데 스패클 패턴이 구조물 표면에서 분리되는 현상 때문에 계측이 잘 이루어 지지 않는 현상을 발견하였으며 본 과제에서는 가상 스패클 패턴 (virtual speckle pattern)에 대한 연구를 진행한다. 가상 스페클 패턴의 개념은 이미 30년 전에 Sriram에 의해 제안 되었으나, 주목 받지 못 하다가 DIC 이론의 개발과 장비 제작 기술의 발전으로 최근 연구되는 주제이다. 가상 스패클 패턴을 만드는 가장 일반적인 방법은 시편 표면에 프로젝터로 스패클 패턴에 해당되는 빛을 조사하는 것이다. 이렇게 조사된 스패클 패턴을 이용하여 물체 표면의 변형을 계산하는 방법으로 알려져 있다. 그러나 원리에 대한 연구 및 검증이 부족한 것으로 판단되며, 본 과제를 통하여 깊이 있는 연구를 수행할 예정이다. 크기에 따라 구조물을 구분할 때 메가 구조물의 변형/진동을 계측하는 경우 접촉식 센서를 사용하는 것이 일반적이다. 가속도계를 부착하여 진동 수준을 측정하는 것이 일반적이나, 구조물이 커짐에 따라 부착해야 하는 가속도계의 숫자가 기하급수적으로 늘어 날 뿐 아니라, 가속도 신호로 구조물의 변형을 계산하는 데 오차가 있기 때문에, 직접적으로 구조물의 전영역(full field) 변형 및 진동을 측정해야 할 필요가 있다. 대형 구조물의 경우 스프레이 형태의 스패클 패턴을 도포하는 것은 매우 어렵기 때문에 원형 형태의 마커를 사용하고, 3차원 점 추적법 (3D point tracking method)을 사용하는 것으로 알려져 있다. 점 추적법이란 구조물 위에 타겟을 부착하고, 타켓 탐색 및 추적과 재조합(reconstruction) 알고리즘을 수행한다. 먼저 한 변이 30 ㎝ 정도 되는 직사각형 판을 이용하여 점 추적 알고리즘의 구현 방법 및 특성에 대하여 연구하고 DIC 기법과의 병행 사용 기법을 연구한다. 이후 대형 구조물의 변형 및 진동 현상을 계측하기 위한 실험 장치 설치 방법, 계측 방법, 신호 처리 방법 등에 대한 연구를 진행한다. 대형 구조물로는 발사체, 항공기, 자동차 또는 풍력 발전의 블레이드 등을 고려한다.

전체 변형다중 DIC 시스템 변형 계측 기법원리를 연구하기 위한 세부 개발 내용은 다음과 같다. 다중 DIC 시스템 변형 계측 기법 연구 구조물의 전역-국부 변형 계측 기술 개발 구조물의 전역-국부 열변형 계측 기술 개발 원통 구조물의 360도 전영역 변형 계측 기술 개발 전영역 계측 기술을 이용한 원통 좌굴 현상 계측 기술 개발

구조물의 변형은 변형률 게이지, 진동은 가속도계를 사용하는 것이 전통적인 방법이나 기계공학의 영역이 초소형 구조, 자연모사, 생체 역학 등으로 확장됨에 따라 이러한 구조에 대해서는 전통적인 접촉식 센서의 사용이 불가능해 졌으며, 이를 해결하는 것이 중요한 문제로 대두되고 있다. 1980년대 초반 디지털 카메라가 태동될 때부터 제안된 DIC 기법은 반도체 공정 기술의 발전에 힘입어 초기의 이론적인 연구에서 벗어나 실제 응용이 가능한 방법으로 급속하게 발전하고 있다. 하지만 DIC 기법을 이용한 대부분의 기계 분야 응용 연구는 기존의 접촉식 센서로도 계측이 가능한 문제를 해결하려고 시도하고 있다. 본 연구는 DIC 기법을 이용하여 기존의 방법으로는 변형 및 진동 계측이 어려운 메조 스케일 구조 의 변형 및 진동을 계측하는 기법을 연구하자고 한다. 구조물의 동적인 거동을 계측하기 위하여 DIC 기법과 FFT를 연동시키는 도전적인 연구를 수행하고자 한다. 고속 카메라로 획득한 구조물의 디지털 영상 신호로부터 구조물의 변형 신호를 추출한 후 이를 푸리에 변환하여 주파수 응답을 계산하는 개념으로 고유 진동수 및 전체 영역의 고유 모드를 계측하는 방법을 개발한다. 개발된 DIC-FFT 연동 기법을 메조 스케일 구조의 변형/진동 측정에 적용하고 유한요소 해석 결과와 비교 검증함으로써 정확성과 실용성을 담보한다.