Abstract
Because of the inherent uncertainties caused by the manufacturing process variations, future loading conditions, and incomplete damage models, the lifetimes of mechanical structures under field conditions are significantly different from the results obtained in the laboratories. In this study, a dual sensor was developed to prognosticate the fatigue failure of structures under these uncertain conditions, and its effectiveness was demonstrated on a rectangular columnar structure under repeated uni-axial loading. The dual sensor is a slightly weaker structure embedded in the target structure, so that failure occurs in the sensor earlier than in the target structure. From the signal differences in the strain gauges in the embedded dual sensor, it is possible to differentiate between the normal status and warning status, even under variable loads.
실제 사용되는 기계 구조물의 수명 예측은 공정산포, 미래의 하중조건, 손상 모델의 불완전성 등으로 인하여 실험실에서 얻은 결과와 차이를 보일 수 밖에 없다. 본 연구에서는 이러한 불확실성이 내포된 기계 구조물의 피로파괴를 사전에 예지하기 위해 이중센서를 개발하고, 상온에서 단축 피로 하중을 받는 구조물에 적용하여 실증하였다. 이중 센서는 피로하중을 받는 대상 구조물보다 약간 더 큰 응력이 인가되도록 고안된 감지 구조물에 변형률 게이지를 부착한 형태이며, 균열이 센서자체에 먼저 발생함으로써 피로파괴를 예지하며, 쌍으로 제작된 감지부의 변형률 차를 이용하여 변동하중 하에서도 정상상태와 고장상태를 구분이 가능하다.
