• 제목/요약/키워드: 구조건전성 감시

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광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 복합재료 구조물의 건전성 감시 기법 개발에 관한 연구 (A study on structural health monitoring of composite structures by using embedded fiber Bragg grating sensors)

  • 김원석;이정주
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.107-110
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    • 2004
  • In this paper, a new structural health monitoring technique for composite laminates through the use of embedded fiber Bragg grating (FBG) sensors is presented. The method traces the ply stress states of a laminate and compares them with failure criteria during the service time of structures. The ply stress state of every ply composing the composite laminate can be obtained using classical lamination theory by embedded FBG sensors in the laminate. Graphite/epoxy laminate specimens, embedded with three FBG sensors, were fabricated. Tension tests were performed to evaluate the ply stress states tracing technique. Experimental results show that laminates experience fracture when the ply stress states are over the boundaries of failure criteria. In this method, critical damage can be detected by the ply stress states which are close to the boundaries of the failure criteria.

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구조물의 안전성 모니터링을 위한 통계/확률기반 적응형 임계치 설정 알고리즘 개발 (Development of Statistical/Probabilistic-Based Adaptive Thresholding Algorithm for Monitoring the Safety of the Structure)

  • 김태헌;박기태
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제20권4호
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    • pp.1-8
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    • 2016
  • 최근의 건축물은 복합적인 기능과 형태를 보이고 있으며, 크기가 거대해짐에 따라 구조물 건전성 감시(Structural Health Monitoring)기술의 수요 또한 증가하고 있다. 구조물마다 고유한 동특성을 가지고 있으며, 다양한 외력의 영향을 받기 때문에 구조물의 건전성을 평가하는 다양한 방법들이 연구되고 있다. 전문가에 의지하여 접근 가능한 지점에 대한 육안 검사 및 비파괴 검사를 벗어나 사각지대가 없는 온라인 계측 시스템의 구비와 함께 자동으로 위험요소를 검출하는 시스템이 요구되고 있다. 본 연구에서는 비선형적인 구조물의 응답을 고려하기 위해 관리도 기법, 평균제곱근편차, 일반 극치 분포 등과 같은 통계적 기법을 이용하여 이상거동을 판별에 활용할 수 있는 신호 특징 추출과 적응형 임계치 설정 알고리즘을 제안하였으며, 강제진동 실험과 실제 운용중에 있는 구조물의 지진 계측 시스템의 가속도 응답을 이용하여 성능을 검증하였다.

HHT를 이용한 이상거동 시점 추정 기법 개발 (Development of Abnormal Behavior Monitoring of Structure using HHT)

  • 김태헌;박기태
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제19권2호
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    • pp.92-98
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    • 2015
  • 최근의 건축물은 복합적인 기능과 형태를 보이고 있으며, 크기가 거대해짐에 따라 구조물 건전성 감시 (Structural Health Monitoring)기술의 수요 또한 증가하고 있다. 구조물마다 고유한 동특성을 가지고 있으며, 다양한 외력의 영향을 받기 때문에 구조물의 건전성을 평가하는 다양한 방법들이 연구되고 있다. 이상거동 시점이란 구조물이 비정상적 (Abnormal)으로 진동하는 시점으로 손상을 명확히 검출하기 위해서는 이상거동의 시점을 기준으로 전과 후를 비교하여야 한다. 즉, 이상거동은 구조물 손상의 이상 징후이며, 정확한 이상거동 시점의 추정은 구조물의 안전과 직결될 수 있다. 이상 거동은 손상을 유발하고 이는 곧 막대한 경제적 피해 및 심각한 인명 피해로 이어지므로 본 연구에서는 시간-주파수 신호분석 기법인 힐버트-황 변환을 이용한 이상거동 시점 추정 기법을 제안하고 진동대를 이용한 모형실험을 통해 제안한 알고리즘의 검증을 수행하였다.

상황인식 미들웨어의 설계와 적용에 관한 연구 (A Study on Context Aware Middleware Design and Application)

  • 장동욱;손석원;한광록
    • 정보처리학회논문지D
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    • 제18D권5호
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    • pp.393-402
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    • 2011
  • 본 논문에서는 상황인식 시스템 개발에 필수적인 미들웨어의 설계와 적용에 관하여 논한다. 다양한 상황 데이터들을 처리할 수 있도록 트랜스듀서 인터페이스 프로토콜을 정의하고, 미들웨어 모듈 간 일관성 있는 데이터 처리를 위하여 메시지 기반의 미들웨어를 설계하고 구현하였다. 상황인식 미들웨어는 서비스 기반 구조로 설계되어서 모듈간 기능이 독립적이고 확장성이 뛰어나다. 또한 모듈 간 통신은 메시지를 이용하기 때문에 응용 프로그램 개발이 용이해진다. 본 논문의 상황인식 미들웨어는 교량의 구조물 건전성 감시 시스템에 적용하여 실험하였고, 미들웨어의 효용성을 확인하였다.

건전도 감시용 자립형 계측유닛을 위한 진동발전시스템 (Vibration Powered Generator System for Stand-Alone Health Monitoring Sensor Unit)

  • 최남섭;김재민
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제7권2호
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    • pp.85-92
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    • 2003
  • 본 논문에서는 교량의 건전도 감시용 자립형 계측유닛을 위한 교량의 상시진동을 이용한 진동발전시스템을 제시하였다. 본 연구에서는 전기자 반작용의 영향을 최소화한 새로운 구조의 진동발전기를 제안하고, 기계적 및 전기적인 설계식을 유도한 다음, 시험용 진동발전기를 제작하였다. 또한, 매우 작은 발전 전류의 축전시스템에 대하여 고찰하고 개선점을 도출하였다. 축전시스템에 대한 고찰 결과, 정류기에 사용된 다이오드 특성이 충전과정에서 지배적임을 밝혔다. 마지막으로, 진동발전시스템 모델에 실측 남해대교 가속도 데이터를 적용한 시뮬레이션과 실내 실험을 수행하였고, 제작된 시험용 진동발전기의 적용성과 효용성을 확인할 수 있었다.

구조물 건전성 감시를 위한 무아레식 광섬유 경사계 센서 개발 (Moire-Fringe-Based Fiber Optic Tiltmeter for Structural Health Monitoring)

  • 김대현
    • 비파괴검사학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.157-163
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    • 2008
  • 본 논문에서는 대형 구조물의 감시를 위한 새로운 광섬유 경사계를 제시한다. 이 경사계 시스템은 센서 헤드, 광 조절부 그리고 신호처리부로 이루어진다. 또한 본 시스템은 무아레 프린지 현상의 원리를 이용하며 광섬유라는 새로운 광측정 장치를 적용하였다. 이를 통해, 센서 시스템은 가격이 저렴하고 전자기학 잡음에 강하며 설치가 용이해 졌다. 실제로 본 논문에서는 저비용의 광전자 구동 시스템을 포함한 실제 시제품을 성공적으로 개발하였다. 그리고 실제 실험을 통해 센서의 선형성을 포함한 성능을 검증하였고 이를 통해 실제 토목구조물의 처짐각을 측정할 수 있는 광섬유 경사계 시스템으로서의 가능성과 성능을 입증하였다.

시간영역 변형형상을 이용한 철도교량의 손상평가 (Damage Evaluation of a Railroad Bridge Using Time-domain Deflection Shape)

  • 최상현;임남형;강영종
    • 한국철도학회논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.129-134
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    • 2009
  • 공용기간동안 철도교량의 안전성 및 사용성을 확보하기 위해서는 지속적인 감시를 통하여 교량의 구조적 성능을 유지하는 것이 필요하다. 구조물의 구조적 건전성을 감시하기 위하여 현재까지 개발된 대부분의 방법들은 모달 응답을 이용하고 있으나, 이러한 모달응답은 별도의 추출 과정이 필요하며 실제 구조물에서 얻을 수 있는 수가 제한된 다는 단점이 있다. 이 논문에서는 열차이동하중으로 인한 시간영역의 변형형상을 이용하여 자유진동응답에 기반한 손상평가방법의 적용성을 검토하였다. 검토된 방법은 이동하중으로 인한 시간영역의 변형응답을 이용하므로 별도의 모달 응답 추출과정이 필요 없어 실제 구조물에 적용이 용이하다. 제시된 방법의 적용성은 단순판형교 수치예제를 이용하여 검증하였다.