교량구조물의 안전성 평가에 있어서 처짐형상을 측정하는 것은 매우 중요한 요소이다. 그러나 교량의 처짐을 측정하는 작업은 일반적으로 용이하지 않으며, 경우에 따라서 측정점이 제한되거나 많은 비용이 소요된다. 따라서 최근에 광섬유 변형률센서를 이용한 교량의 처짐형상을 간접적으로 추정하는 연구가 진행되고 있으나 단순지지 형식의 교량에 주로 적용되고 있다. 본 연구에서는 현수교의 고전적인 처짐이론을 적용하여 측정된 변형률로부터 처짐형상을 추정하는 기법을 제시하였으며, 이에 대한 검증을 위하여 남해대교를 대상으로 현장 재하시험을 수행하였다. 남해대교 보강형 내부에 부착한 FBG 변형률센서를 이용하여 변형률을 계측하였으며, 제안한 추정기법을 적용하여 얻어진 처짐형상을 정밀측량데이터 및 구조해석결과와 비교분석하였다. 결과적으로 본 연구에서 제안한 현수교 처짐형상 추정기법의 적용가능성을 검증하였으며, FBG 변형률센서의 현장 적용성을 확인하였다.
본 연구의 목적은 생체 신호 측정 압력 및 인장 직물 센서의 전극을 자수 공정을 이용하여 제작할 때 전도사의 필요 물성을 파악하는 것이다. 스마트 웨어러블 제품의 전극을 전도사를 이용한 자수 공정을 통해 전극 및 회로 등을 제작하면 불필요한 재료 손실이 없고 복잡한 전극 모양이나 회로 디자인을 컴퓨터 자수기를 이용하여 추가 공정 없이 제작할 수 있다. 하지만 보통의 전도사는 자수 공정 내의 부하를 못 이기고 사절 현상이 발생하기에 본 연구에서는 silver coated multifilament yarn 3종류의 기계적 물성인 S-S curve, 두께, 꼬임 구조 등을 분석하고 동시에 자수기의 실의 부하를 측정하여 자수 공정 내 전도사의 필요 물성을 분석하였다. 실제 샘플 제작에서 S-S curve의 측정 결과가 가장 낮은 silver coated polyamide/polyester가 아닌 silver coated multifilament의 사절이 발생하였으며 그 차이는 실의 꼬임 구조와 사절이 일어난 부분을 관찰한 결과 수직으로 반복적인 부하가 일어나는 자수 공정에서 꼬임이 풀리면서 사절이 일어나는 것을 알 수 있었다. 추가적으로 압저항 압력/인장 센서를 제작하여 생체 신호 측정용 지표인 gauge factor를 측정하였으며 스마트 웨어러블 제품의 대량 생산화에 중요한 부분인 자수 전극 제작으로의 적용 가능성을 확인하였다.
대형 구조물의 넓은 영역에 분포된 변형률이나 온도를 모니터링하기 위하여 광섬유 FBG(fiber Bragg grating:브래그 격자) 탐촉자를 사용하는 광섬유 FBG 센서가 사용된다. 본 논문에서는 광섬유 한개의 라인에 다수의 FBG 탐촉자를 사용하기 위하여 시간 분할 다중화와 파장 분할 다중화를 복합화한 다중화 기술을 제안한다. 일반적으로 광섬유 FBG 센서는 기본적으로 파장 분할 다중화 방식으로 작동되므로 본 연구에서는 시간 분할 다중화에 대한 특성을 고찰한다. 광섬유에 직렬로 연결된 FBG 탐촉자들의 반사도에 따른 반사광의 세기와 그 위치를 이론적으로 계산하고 실험결과와 비교한다. 이론적인 계산에 따르면 5개의 FBG 탐촉자의 반사도를 적절하게 선정함에 의하여 한개의 광섬유 라인에 설치하여 각각의 FBG 탐촉자에서 되돌아오는 반사광의 세기를 균일하게 얻을 수 있음을 확인한다. 이러한 결과를 실험으로 확인하기 위하여 반사도가 13%, 16%, 25%, 40%, 80%인 FBG 탐촉자를 제작하고, 시간 영역에서 각각의 FBG 탐촉자에서 되돌아오는 반사 신호를 관찰한다. 실험 결과는 신호잡음의 영향으로 이론적인 결과와 차이가 있지만, 복합 다중화 기법의 사용 가능성을 증명하는 5개의 FBG 탐촉자의 반사 신호를 모두 보인다.
FBG센서로 변형율을 계측하고 추정 가능한 일부 저차모드를 중첩하여 교량의 동적변위를 추정하는 알고리즘을 제안하였다. 모드별 진동형상은 단순보의 이론식에서 유도하였고, 일반화좌표는 FBG센서에서 계측한 변형율에서 유도하였다. 일반 교량의 저차모드에서 발생하는 휨 및 비틀림모드는 각 거더별 혹은 구간별로 분리하여 단순보의 이론적 휨모드로 고려함으로써 다양한 형식의 교량에 적용할 수 있도록 하였다. 알고리즘의 적용에 고려해야 할 진동모드의 개수 및 변형율 센서의 개수를 결정하는 기준은 이론적으로 제시되었다. 제안된 방법의 효용성을 다양한 형식의 교량에 대한 수치예제, 모형교량에 대한 실내실험 및 자기부상열차용 PC Box 거더교에 대한 현장실험을 통해 검증하였다. 수치예제에서는 교량 진동형상의 오차 및 변형률 측정 오차가 동적변위 추정 결과에 미치는 영향을 분석하였다.
In this study is stress behavior of steel support structure is to identify basic research. Steel stress due to load step to determine the behavior of steel using strain gauge steel loading test was performed. Numerical analysis and steel loading test using strain gauge on the actual steel stress behavior was analyzed. First, when tensile loading 3.5tonf load side of the plastic behavior appeared. Elastic model, using numerical analysis and comparison of results, the actual value is saved and you can see some difference. This repeated loading tests on steel can be seen from the results of the stress behavior of the steel rather than the elastic behavior of elastic-plastic behavior is because you can see. In addition, the upper and lower steel stress in compression and tension behavior represents the behavior was similar, but different. Steel loading test results, Y-axis get a compression if X-axis is tension. The future based on this study, the stress sensitivity curve of magnetic anisotropy sensor for non-destructive stress measurement technique for the study will be performed. And the behavior of plastic zone and residual stress to determine the numerical analysis using non-elastic model is needed.
International Journal of Concrete Structures and Materials
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제9권3호
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pp.369-379
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2015
Friction in a post-tensioning system has a significant effect on the distribution of the prestressing force of tendons in prestressed concrete structures. However, attempts to derive friction coefficients using conventional electrical resistance strain gauges do not usually lead to reliable results, mainly due to the damage of sensors and lead wires during the insertion of strands into the sheath and during tensioning. In order to overcome these drawbacks of the existing measurement system, the Smart Strand was developed in this study to accurately measure the strain and prestressing force along the strand. In the Smart Strand, the core wire of a 7-wire strand is replaced with carbon fiber reinforced polymer in which the fiber Bragg grating sensors are embedded. As one of the applications of the Smart Strand, friction coefficients were evaluated using a full-scale test of a 20 m long beam. The test variables were the curvature, diameter, and filling ratio of the sheath. The analysis results showed the average wobble and curvature friction coefficients of 0.0038/m and 0.21/radian, respectively, which correspond to the middle of the range specified in ACI 318-08 in the U.S. and Structural Concrete Design Code in Korea. Also, the accuracy of the coefficients was improved by reducing the effective range specified in these codes by 27-34 %. This study shows the wide range of applicability of the developed Smart Strand system.
노트북용 액정 모듈 내부의 광학 시트(Optical Sheet) 변형에 기인한 시인성 품질 불량을 개선하기 위한 기초 연구의 일환으로 변형 유발의 요인인 온도 및 습도의 영향을 분석할 수 있는 측정 시스템이 필요하였다. 액정 모듈 내부에는 0.5mm 미만의 미세한 공기 층이 존재하는데, 이 공간으로 외부의 습한 공기가 내부로 확산되는 것으로 추정된다. 이러한 현상을 규명하기 위하여 초소형 온도 및 습도 센서를 실장한 초박형 센서 PCB 를 액정 모듈 내부에 삽입하여 실시간으로 온/습도 변화를 측정 및 분석하였으며, 향후 변형 거동 시뮬레이션 및 구조 설계 시 필요한 기초 데이터로 활용하고자 한다.
The blade vibration problem of bladed disk is the most critical subject to consider since it directly affects the stable performance of the engine as well as life of the engine. Especially, due to complicated vibration pattern of the bladed disk, more effort was required for vibration analysis and test. The research of measuring the vibration of the bladed disk, using NSMS(Non-intrusive stress measurement) instead of Aeromechanics testing method requiring slip ring or telemetry system with strain gauge, was successful. These testing can report the actual stresses seen on the blades; detect synchronous resonances that are the source of high cycle fatigue (HCF) in blades; measure individual blade mis-tuning and coupled resonances in bladed disks. In order to minimize the error being created due to heat expansion, the tip timing sensor is installed parallel to the blade trailing edge, yielding optimal result. Also, when working on finite element analysis, the whole bladed disk has gone through three-dimensional analysis, evaluating the family mode. The result of the analysis matched well with the test result.
Transformation behavior and reversible shape memory effct of Ti-Ni-Cu alloys with various Cu content has been investigated by means of electrical resistivity measurement, differential scanning calorimetry. X-ray diffraction and strain gage sensor. The transformation sequence in Ti-Ni-Cu alloys substituted by Cu for Ni up to 5at.% occurs to $B2{\leftrightarrow}B19^{\prime}$ and it proceeds in two stages by addition of 10 at.%Cu. i.e. $B2{\leftrightarrow}B19{\leftrightarrow}B19^{\prime}$. But the content of Cu increases up to 20at.%, it has been transformed in one stage ; $B2{\leftrightarrow}B19$. The shape change of Ti-40Ni-10Cu alloy which was constrain aged in circular form bended in $B2{\leftrightarrow}B19$ transformation but it spreaded out in $B19{\leftrightarrow}B19^{\prime}$ transformation. The amount of reversible shape change (${\Delta}{\varepsilon}$) of Ti-47Ni-3Cu alloy constrain aged at $400^{\circ}C$ after solution treatment has a maximum value of about $5.6{\times}10^{-3}$, but that of cold rolled and constrain aged specimens exhibits a little value independent of Cu concentrations.
Optical measurements have been used to study the biaxial tensile strain in heteroeptaxial ZnTe epilayers on the (100) GaAs substrate by hot wall epitaxy (HWE) with Zn reservoir. It is effect on the low-temperature photoluminescence spectrum of the material. Optimum growth condition has been determined by a four-crystal rocking curve (FCRC) and a low temperature photoluminescence measurement (PL). It was found that Zn partial pressure from Zn reservoir has a strong influence on the quality of grown films. Under the determined optimum growth condition, ZnTe epitaxial films with thickness of 0.72~24.8$\mu\textrm{m}$ were grown for studying the effect of the thickness on crystalline quality. The PL and FCRC results indicated that the quality of ZnTe films becomes higher rapidly with increase of thickness up to 6$\mu\textrm{m}$. The best value of the FWHM of the four crystal rocking curve, 66 arcsec, was obtained on the film with 12$\mu\textrm{m}$ in thickness. The PL spectrum shows the splitted strong free exciton emissions and very weak deep band emissions. These results show the high quality of films.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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