Abstract
A damage detection and assessment algorithm is developed by measuring accelerations at limited locations of a structure under forced vibrations. The developed algorithm applies a time-domain system identification (SI) method that identifies a structure by solving a linearly constrained nonlinear optimization problem for optimal structural parameters. An equation error of the dynamic equilibrium of motion is minimized to estimate optimal parameters. An adaptive parameter grouping scheme is applied to localize damaged members with sparse measured accelerations. Damage is assessed in a statistical manner by applying a time-windowing technique to the measured time history of acceleration. Displacements and velocities at the measured degrees of freedom (DOF) are computed by integrating the measured accelerations. The displacements at the unmeasured DOF are estimated as additional unknowns to the unknown structural parameters, and the corresponding velocities and accelerations we computed by a numerical differentiation. A numerical simulation study with a truss structure is carried out to examine the efficiency of the algorithm. A data perturbation scheme is applied to determine the thresholds lot damage indices and to compute the damage possibility of each member.
강제진동을 가한 구조물의 제한된 위치에서 측정한 가속도를 사용하여 손상을 확인하고 평가하는 알고리듬을 개발하였다. 개발된 알고리듬에서는 선형적 구속-비선형 최적화에 의해 최적의 구조변수를 구하여 구조물을 인식하는 시간영역-시스템 인식기법을 사용하였다. 동적운동방정식의 오차를 최소화하도록 최적의 변수를 추정하였으며, 제한된 위치에서 측정된 가속도 자료를 이용하여 손상된 부재를 찾기 위하여 적합적 변수모음법을 적용하였다. 손상은 측정된 가속도의 시간이력에 시간창의 개념을 적용하여 통계적으로 평가하였다. 가속도가 측정된 자유도에서의 변위와 속도는 측정된 가속도를 적분하여 계산하였으며, 미측정 자유도에서는 변위를 추가의 미지변수로 추정하고, 속도와 가속도는 추정된 변위의 차분에 의해 수치적으로 계산하였다. 개발된 알고리듬의 효율성을 검증하기 위하여 트러스에 대한 수치모의실험을 실시하였다. 손상지수의 한계치를 정하고 각 부재에서의 손상가능도를 계산하기 위하여 자료교란법을 적용하였다.
