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- 저자 : 노우승(W. Noh) (검색결과 2 건)
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엔지니어링 구조물의 균열 모사를 통한 CNN 기반 실시간 건전성 진단 장치 설계
문현철(H. Moon),노우승(W. Noh),유현승(H. Ryu),박동채(D. Park),오상훈(S. Oh),최영환(Y. Choi),도재혁(J. Doh) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
엔지니어링 구조물 및 시스템은 시간에 따라 균열, 누수, 박리, 부식, 마모 등의 결함이 발생하고 이러한 구조물의 국부적인 결함은 파괴로 이어져 인적, 경제적 피해가 발생한다. 이를 예방하기 위해 건전성예측관리 기술 도입이 요구된다. 본 연구에서는 엔지니어링 구조물의 모사된 균열 이미지 데이터를 수집하여 합성 곱 신경망(CNN, Convolutional Neural Network)을 기반으로 균열 진단 모델을 생성하고 Jetson-nano 소형 인공지능 처리 장치에 학습시켜 균열 진단 및 실시간 검출이 동시에 가능한 장치 설계를 수행하였다. 이를 위해 엔지니어링 구조물 균열 이미지를 수집하고 균열 부 너비에 따른 위험도 기준을 선정하였다. 이를 기반으로 3 차원 모델링을 수행하여 적층 제조를 통해 모사하였다. 이어 모사된 균열 구조물로부터 다양한 각도의 이미지 데이터를 수집해 클래스와 클래스의 위치좌표를 입력하는 전 처리 작업을 수행하여 CNN 기반 진단 모델 생성을 위한 훈련 데이터 셋을 형성하였다. 구조물 균열 진단 및 객체 탐지 모델은 VGG (Visual Geometry Group)기반의 객체 탐지 모델인 SSD (Single Shot Detector)로 선정하여 생성하였다. 이를 Jetson-nano 에 학습시켜 원격조종이 가능한 실시간 건전성 진단장치를 설계하였다. 이를 통해 선정한 균열 위험도 기준으로 모사된 균열을 90%이상의 확률로 검출하는 결과를 얻었으며, 이를 바탕으로 상태 기반 유지보수 전략을 세우고 이미지 데이터를 기반으로 하는 공학 분야의 범용성 있는 문제 해결 가능성을 제시하였다.
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적층 제조 기반 PLA 시편의 적층 조건에 따른 피로수명 평가
노우승(W. Noh),유현승(H. Ryu),문현철(H. Moon),윤지형(J. Yun),도재혁(J. Doh) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
용융 적층 모델링(Fused Deposition Modeling, FDM) 방식은 ABS 수지(Acrylonitrile Butadiene Styrene)와 PLA (Poly Lactic Acid) 소재 사용이 보편화 되어있으나 ABS 소재 사용 시, 유독성 물질이 발생하는 문제점이 있어 자연분해성이 있는 PLA 소재가 주로 사용되고 있다. 이는 친환경 소재로 자동차 및 전자 생산, 제조분야에서 적용하기 위한 연구가 활발히 진행 중이다. PLA 는 제조 방법에 따라 기계적 피로 특성이 저하되는 문제가 있어 적층 공정 조건에 따른 피로수명 평가 연구가 필요하다. 본 연구에서는 맞춤형 소량생산에 적합한 FDM 방식을 기반으로 PLA 소재를 이용해 피로시험 시편을 적층 제조(Additive Manufacturing)하여 SM1090V 회전 피로 시험 장치로 피로수명 시험을 수행하였다. 이를 위해 내부 채움 밀도와 채움 패턴 및 적층 각도에 따른 시편은 3 차원 CAD 설계 소프트웨어(CATIA)를 이용해 모델링하여 적층 제조를 통해 피로시험 시편을 제작하였다. 또한, 내부채움 밀도 100%와 적층 방향 0°로 제작된 시편을 비교 기준으로 선정하여 실험계획을 수립하였다. 이어 특정 응력 수준에서 시험을 수행하여 적층 조건과 응력 수준에 따른 S-N 선도를 도출하였다. 이를 통해 본 연구에서 선정한 내부채움 100%와 적층 방향 0° 시편을 기준으로 적층 조건에 따른 상대적인 피로수명의 영향을 조사하였다.
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