Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation (한국방재학회 논문집)

Korean Society of Hazard Mitigation (한국방재학회)
권호 표지

Verification of Damage Detection Using In-Service Time Domain Response

사용중 시간영역응답을 이용한 손상탐지이론의 검증

  • 최상현 (한국철도대학 철도시설토목과) ;
  • 김대혁 (한국철도대학 철도시설토목과) ;
  • 박남회 (한국건설교통기술평가원 건설2실)
  • Published : 2009.10.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Modal parameters including resonant frequencies and mode shapes are heavily utililized in most damage identification throries for structural health monitoring. However, extracting modal parameters from dynamic responses needs postprocessing which inevitably involves errors in curve-fitting resonants as well as transforming the domain of responses. In this paper, the applicability of a damage identification method based on free vibration responses to the in-sevice responses is experimentally verified. The experiment is performed via applying periodic and nonperiodic moving loads to a simply supported beam and displacement responses are measured. The moving load is simulated using steel balls and a downhill device. The damage identification results show that the in-service response may be applicable to identifying damage in the beam.

현재까지 구조건전성 모니터링과 관련하여 제안된 대부분의 손상인식기법은 모달영역응답을 이용하고 있으나, 모달영역응답은 별도의 후처리가 필요하며 추출과정에서 오차를 포함하게 되므로 손상인식의 정확성을 저하시키는 요인이 되어왔다. 본 논문에서는 이동하중응답을 직접 이용하는 손상인식기법의 적용성을 실내 실험을 통하여 검증하였다. 실험은 강재로 만든 보에 이동하중을 재하시켜 수행하였으며, 보의 응답은 변위계를 이용하여 측정하였다. 이동하중은 쇠구슬과 활강장치를 이용하여 모사하였으며, 주기성과 비주기성 이동하중으로 구분하여 재하하였다. 계측된 응답을 이용한 손상인식 결과, 이동하중을 이용한 손상인식기법은 구조물의 손상을 성공적으로 탐지하는 것으로 나타났다.

Keywords

References

  1. 박 철, 정지승, 민대홍 (2007) 토목구조물의 안전진단 및 유지관리. 동화기술
  2. 최상현, 임남형, 강영종 (2009). 시간영역 변형형상을 이용한 철도 교량의 손상평가. 한국철도 학회 논문집, 제12권, 제1호, pp. 129-134
  3. Bilello, C., Bergman, L.A. (2004). Vibration of damaged beams under a moving mass: theory and experimental validation. Journal of Sound and Vibration, Vol. 274, pp. 567-582 https://doi.org/10.1016/j.jsv.2003.01.001
  4. Choi, S., Stubbs, N. (2004) Damage identification in structures using the time-domain response. Journal of Sound and Vibration, Vol. 275, pp. 577-590 https://doi.org/10.1016/j.jsv.2003.06.010
  5. Kang, J.S., Park, S.K., Shin, S., Lee, H.S. (2005) Structural system identification in time domain using measured acceleration, Journal of Sound and Vibration, Vol. 288, pp.215-234 https://doi.org/10.1016/j.jsv.2005.01.041
  6. Nam, D., Choi, S., Park, S., Stubbs, N. (2005) Improved parameter estimation using additional spectral information. International Journal of Solids and Structures, Vol. 42, pp. 4971-4987 https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2005.02.017
  7. Park, S.K., Park, H.W., Shin, S., Lee, H.S. (2008) Detection of abrupt structural damage indued by an earthquake using a moving time window technique, Computers and Structures, Vol. 86, pp.1253-1265 https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2007.11.003
  8. Sohn, H., Farrar, C.R., Hemez, F.M., Shunk, D.D., Stinemates, D.W., Nadler, B.R. (2003) A review of structural health monitoring literature. Technical Report LA-13976-MS, Los Alamos National Laboratory
  9. Stubbs, N., Garcia, G. (1996) Application of pattern recognition to damage localization. Microcomputers in Civil Engineering, Vol. 11, pp. 395-409 https://doi.org/10.1111/j.1467-8667.1996.tb00352.x
  10. Stubbs, N., Kim, J.T., Topole, K. (1992) An efficient and robust algorithm for damage localization in offshore platforms. ASCE 10th Structures Congress '92, San Antonio, Texas, pp. 543-546
  11. Vandiver, J.K. (1975) Detection of structural failure on fixed platforms by measurement of dynamic response. Proceedings of the 7th Annual Offshore Technology Conference, Paper 2267