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빔 구조물의 모달 변형에너지를 이용한 손상탐지
Damage Detection in a Beam Structure Using Modal Strain Energy

박수용   (영산대학교 건축학부UU0000965  ); 최상현   (한국원자력 안전기술원CC0186909  );
  • 초록

    본 논문의 목적은 빔 구조물에서 발생할 수 있는 손상의 위치를 탐색하고, 그 손상의 정도를 추정할 수 있는 알고리즘을 제안하는 것이다. 제안된 방법은 구조물의 모달 변형에너지의 차이를 이용한다. 구조물 내 발생한 국부적인 손상의 위치를 파악하고 그에 상응하는 손상도를 추정할 수 있는 손상지수를 손상 전과 손상 후 구조물의 모드형상에서 얻을 수 있는 모달 변위로 표현하였고 그 관계식을 정립하였다. 구조물 내 손상의 위치를 결정하는 방법은 기 개발된 손상 지표를 적용하였다. 제안된 방법의 우수성과 효용성은 수치적으로 손상을 모사한 빔 구조물을 이용하여 입증하였다.


    The objective of this paper is to present an algorithm to locate and size damage in a beam structure. The method uses the changes in the modal strain energy distribution. A damage index, utilized to identify possible location and corresponding severity of local damage, is formulated and expressed in terms of modal displacements that can be obtained from mode shapes of the undamaged and the damaged structures. The possible damage locations in the structure arc determined by the application of damage indicator according to previously developed decision rules. The robustness and effectiveness of the method arc demonstrated using numerical examples of beam structures with simulated damage.


  • 주제어

    손상탐지 .   손상도 추정 .   모달 변형에너지 .   손상지수 .   빔 구조물.  

  • 참고문헌 (14)

    1. Vandiver, J.K., 'Detection of Structural Failure on Fixed Platforms by Measurement of Dynamic Response', Journal of Petroleum Technology, 1977, pp.305-310 
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    3. Cawley, P. and Adams, R.D., , J. Strain Analysis, Vol. 14, No.2, 1979, pp.49-57 
    4. Garcia, G.V., 'Evaluation of Relative Performance of Classification Algorithms for Nondestructive Damage Detection', Dissertation for Ph.D. in Civil Engineering, Texas A&M University, 1996 
    5. Nadler, M. and Smith, E.P., Pattern Recognition Engineering, John Wiley & Sons, New York, 1993 
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    14. Pandey, A.K., Biswas, M. and Samman, M.M., 'Damage Detection from Changes in Curvature Mode Shapes', Journal of Sound and Vibration, Vol.145, No.2, 1991, pp.321-332 

 저자의 다른 논문

  • 최상현 (6)

    1. 2003 "시간영역의 응답을 사용한 트러스 구조물의 비파괴 손상평가" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 7 (4): 89~95    
    2. 2003 "트러스 구조물 내 손상부위 추적에 관한 실험적 검증" 구조물진단학회지 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance Inspection 7 (3): 147~156    
    3. 2005 "강판피복과 CFRP를 이용한 손상된 교각의 내진보수" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 9 (3): 69~75    
    4. 2005 "구조물에 작용하는 쇄파의 속도장 측정" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 42 (6): 559~565    
    5. 2005 "궤도 안정성에 대한 도상저항력과 궤도틀림의 민감도" 韓國鋼構造學會 論文集 = Journal of Korean Society of Steel Construction 17 (5): 519~526    
    6. 2005 "정유연성 지배주파수를 이용한 매개변수 인식기법" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 9 (1): 71~78    

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