보의 구조건전성 모니터링을 위한 Lamb파의 스펙트럴요소 해석

초록

최근 구조물의 건전성 모니터링(Structural heath monitoring, SHM) 기술을 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 건전성 모니터링을 위해 유도초음파(guided wave)의 가진과 탐지를 동시에 수행할 수 있는 압전소자(PZT)를 사용하는 경우가 많은데 이 경우 구조물은 기저층과 PZT층의 복층 구조물이 된다. 본 연구에서는 구조건전성 모니터링을 위해 복층형 구조물에 대한 스펙트럴 요소 모델을 개발하였다. 기저보에 Lamb파의 대칭모드와 역대칭모드를 잘 나타낼 수 있는 Timoshenko beam의 1차 전단이론과 Mindlin-Herrmann rod 이론을 적용하고 PZT층에 Bernoulli-Euler 이론을 적용시켰다. 구조건전성 모니터링을 위하여 손상 유무에 관한 시간응답함수를 비교하였다.