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논문 기본 정보

자료유형
학술저널
저자정보
이종원 (남서울대학교)
저널정보
한국산학기술학회 한국산학기술학회 논문지 한국산학기술학회논문지 제19권 제5호
발행연도
2018.5
수록면
611 - 617 (7page)

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대형구조물의 효과적인 구조 안전성 확보를 위해서는 결함탐지기술을 포함한 건전성 모니터링의 적용이 필요하다. 본 연구에서는 보 구조물에 발생하는 균열위치와 균열크기를 추정하기 위하여 다음과 같은 2단계의 균열추정방법을 제안한다. 우선, 보 구조물의 분포 국부 변형률 계측결과를 이용하여 변형률 모드형상을 구하고, 이에 대한 수정 라플라시안(Laplacian) 연산을 통하여 균열발생 영역을 추정한다. 이후, 가속도 측정을 통하여 구한 고유주파수와 신경망기법을 이용하여, 미리 추정된 균열발생 영역을 대상으로 균열위치와 균열크기를 추정한다. 이때, 신경망을 훈련시키기 위하여, 에너지법에 의해 유도된 균열보의 등가휨강성을 이용하여 균열보의 고유주파수를 해석적으로 구한다. 기법을 검증하기 위하여 알루미늄 캔틸레버 보에 대한 손상실험을 수행하였다. 인위적으로 실험체에 균열을 가한 후 자유진동실험을 수행하여 동적 변형률과 가속도를 계측하고 이를 이용하여 변형률 모드형상과 고유주파수를 구하였다. 변형률 모드형상에 대한 수정 라플라시안 연산을 통하여 균열발생 영역을 추정하고, 고유주파수와 신경망기법을 이용하여, 미리 추정된 균열발생 영역에 대하여 균열위치와 균열크기를 판정하였다. 3가지 손상경우에 대한 균열발생 영역의 추정결과는 실제 영역과 잘 일치하였으며, 균열위치와 균열크기 추정결과의 정확성을 상당히 향상시킬 수 있었다. 제안된 기법은 장대구조물에 대한 구조물 건전성 모니터링에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
#Modified Laplacian operator #Natural frequency #Strain mode shape #Crack identification #Neural network technique

목차

요약
Abstract
1. 서론
2. 수정 라플라시안 연산
3. 균열보의 고유주파수
4. 실험연구
5. 결론
References

참고문헌 (7)

참고문헌 신청
J. Z. Su, Y. Xia, L. Chen, X. Zhao, Q. L. Zhang, Y. L. Xu, J. M. Ding, H. B. Xiong, R. J. Ma, X. L. Lv, A. R. Chen, Long-term structural performance monitoring system for the Shanghai Tower, Journal of Civil Structural Health Monitoring, vol. 3, no. 1, pp. 49-61, 2013. DOI: https://doi.org/10.1007/s13349-012-0034-z A. B. MacLeod, Structural Health Monitoring of the Traffic Bridge in Saskatoon Using Strain Gauges, Master’s Thesis, University of Saskatchewan, Canada, 2010. K. S. Choi, Y. H. Huh, I. B. Kwon, D. J. Yoon, “A tip deflection calculation method for a wind turbine blade using temperature compensated FBG sensors”, Smart Materials and Structures, vol. 21, no. 2, pp. 1-9, 2012. DOI: https://doi.org/10.1088/0964-1726/21/2/025008 T. J. Arsenault, A. Achuthan, P. Marzocca, C. Grappasonni, G. Coppotelli, “Development of a FBG based distributed strain sensor system for wind turbine structural health monitoring”, Smart Materials and Structures, vol. 22, no. 7, 2013. DOI: https://doi.org/10.1088/0964-1726/22/7/075027 H. J. Bang, H. I. Kim, K. S. Lee, “Measurement of strain and bending deflection of a wind turbine tower using arrayed FBG sensors”, International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, vol. 13, no. 12, pp. 2121-2126. 2012. DOI: https://doi.org/10.1007/s12541-012-0281-2

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