진동·초음파 기반 구조 진단을 위한 수치해석 및 신호처리 연구

Numerical analysis and signal processing for vibration/acoustic structural diagnostics

연구 내용

건식 접촉 조건의 초음파 비파괴검사 가능성을 유한요소해석으로 평가하고, 진동 응답만으로 운전 중 모드 특성을 추출하기 위해 cepstral 전처리를 적용하는 연구

본 연구는 구조의 건전성 평가를 위해 진동 및 음향 신호를 기반으로 수치해석과 신호처리를 수행합니다. 건식 접촉 조건의 초음파 비파괴검사에서는 트랜스듀서-검사체 간 접촉 상태를 동-접촉으로 가정하고 유한요소해석 및 파형 분석으로 에너지 전달 가능성을 해석적으로 평가합니다. 또한 운전 중 장비의 운전응답만으로 모드 파라미터를 추출하기 위해 Operational Modal Analysis를 수행하며, 운전 주파수 성분의 간섭을 완화하기 위해 cepstral 기법을 전처리로 적용합니다. 이를 통해 실환경 데이터 기반 진단 절차를 마련합니다.

관련 프로젝트

0건

연구 흐름

초기에는 중간 매질 없이 트랜스듀서와 검사체가 접촉하는 조건에서 초음파 검사의 성능을 수치적으로 검증하는 접근을 수행했습니다. 선형 탄성이론 기반의 에너지 투과율 정의와 유한요소해석을 통해 2상 구성의 해석적 근거를 마련했습니다. 이후에는 실제 운전 중 설비에서 필요한 모드 정보 추출로 연구 범위를 확장하여, Operational Modal Analysis에 cepstral 전처리를 결합했습니다. 운전 주파수의 변동과 고조파·사이드밴드로 인해 기존 OMA 적용이 어려운 문제를 전처리 단계에서 완화하고, 추출된 모달 파라미터로 품질 및 결함 탐지 가능성을 평가하는 흐름으로 이어졌습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

운전 중 모드 기반 상태진단
진동 응답 기반 결함 검출
건식 접촉 초음파 검사 조건 최적화
신호 전처리 기반 OMA 고도화
2상 비파괴검사 기술 평가 지표
복합재 구조 건전성 모니터링
가혹 운전 조건 성능 검증
현장 적용형 검사 프로토콜
에너지 전달 기반 센싱 설계
실환경 데이터 해석 자동화