• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.311-314
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• 2011

최근 콘크리트 구조물의 안전성강화를 위해 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP) 보강 공법이 널리 사용되고 있지만 잘 알려진 바와 같이 CFRP 보강재와 콘크리트 표면사이의 부착면 탈락은 보강재 자체의 손상보다 발생할 확률이 높고 이러한 부착면 탈락은 보강의 효과를 무의미하게 만들기 때문에 구조물 전체의 파괴로 직결될 수 있다. 이에 본 연구에서는 CFRP 부착면 탈락손상을 실시간으로 검색하기 위해 압전센서를 사용하는 구조물 건전성 평가 기술을 적용하였다. 이의 검증을 위해 CFRP로 보강된 콘크리트 보를 제작하였고 3단계로 증가하는 부착면 탈락 손상을 발생시켰다. 손상 증가 단계마다 CFRP 표면에 배열된 압전센서로부터 임피던스와 유도초음파 신호를 계측하였고 손상에 따른 신호변화를 정량화하기 위해 손상지수인 RMSD를 계산하였다. 더 구체적인 부착면 탈락 손상위치 탐색을 위해서 두 가지 계측 기법으로부터 구해진 RMSD 값를 중첩시키는 Superposed RMSD 가 제안되었다. 구해진 Superposed RMSD 값을 사용하여 커브 피팅이 수행되었고 도출된 커브의 최고값에 해당하는 위치값을 찾아 실제 손상위치와 비교함으로써 제안된 기법의 가능성을 검증해 보았다.

• Computational Structural Engineering
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• v.9 no.4
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• pp.117-126
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• 1996

Damage detection methods using structural tests can be divided into two methods, i.e., static and dynamic. The static methods which use the stiffness properties of the structure are simpler than the dynamic methods. However, static approaches are very sensitive to the displacement measurement noises and modeling errors. The dynamic methods also have limitations in acquiring the natural frequencies and mode shapes of the high frequencies. In this study, a method for the structural damage assessment using sensitivity matrices is developed, in which the drawbacks of the static and dynamic methods can be compensated. Based on the measurement data for the static displacements and dynamic modal properties, the damage locations and the degree of damage are determined using the presented sensitivity matrix method. The efficiency of the proposed method has been examined through numerical simulation studies on truss type structures.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.557-560
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• 2009

본 연구에서는 건물의 규모, 용도 및 형식 등에 따라 다양하게 요구되는 성능에 대응할 수 있도록 하기 위한 성능설계에 대한 개념을 검증하고, 강구조 건축물의 특성을 고려한 성능레벨 및 성능한계에 대한 분류방법을 제안하였다. 또한 강구조 건축물의 경우 강도가 높고 경량인 특성에 의해 다른 구조형식에서는 크게 고려하지 않아도 되는 거주성능 및 진동특성을 제어하여 기능을 유지하기 위한 성능레벨을 설정하여 구조물이 항복하기 전의 성능레벨을 기능유지 및 무손상의 2단계로 제시하고, 이 때의 한계치를 기능한계 및 손상한계로 구분하였다. 강구조 건축물의 손상한계를 정의하기 위해 강구조 건축물의 설계 예를 이용하여 항복 층간변형각을 조사하였다. 그 결과 구조물의 손상발생을 억제할 수 있는 손상한계를 규정하기 위해 주로 사용하고 있는 층간변형각은 구조형식 및 설계방법에 따라 편차가 크게 나타나고 있으므로 손상한계치의 층간변형각을 임의로 설정하는 것은 매우 어려우며 향후 이에 대한 해석적, 실험적 검증이 필요할 것으로 판단되었다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.213-216
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• 2009

유한요소모델개선기법은 계측된 동특성을 모사하는 구조해석모델을 구하는 방법으로서 손상탐지 및 구조건전도감시를 위해 효과적으로 이용될 수 있다. 유한요소모델개선기법에는 다양한 종류의 동특성데이터가 사용될 수 있는데, 본 연구에서는 고유진동수와 모드형상을 사용한 경우와 고유진동수와 주파수응답함수를 사용한 경우를 각각 사용해 실험실 규모의 구조물의 손상 위치 및 손상정도를 추정하였다. 4층 철골조의 골조구조물로서 진동대를 이용하여 원구조물에 백색잡음 가진실험을 실시한 후 손상의 모사를 위해 1층 부분의 보 부재를 작은 단면의 부재로 교체하고 동일한 실험을 반복하였다. 보 부재 교체 전 후에 계측된 데이터와 두 종류의 모델개선기법을 각각 적용하여 손상탐지를 실시한 후 그 정확도를 분석하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.347-351
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• 2010

판과 같은 구조물의 손상 감지를 위해, 손상 전 구조물의 임피던스 신호를 기저신호(Baseline impedance signal)로 이용하여 직접적으로 비교하지 않는 새로운 개념의 무기저 손상진단 기법(Reference-free impedance method)을 제시한다. 박막 압전소자(이하 PZT)를 판의 상하 표면에 부착시킨 한 쌍의 병치 PZT를 이용하여 손상으로 인해 모드변환을 일으키는 전기역학적 신호(Electro Mechanical Signatures ; 이하 EMS)를 추출한다. 이 연구에서는 스펙트럼 요소법(Spectral Element Method ; 이하 SEM)을 이용하여 주파수 영역에서 병치된 PZT의 EMS를 파악하기 위한 수치해석을 수행한다. 특히, 손상에 의해 발생된 모드변환 EMSMC를 병치된 PZT의 극성에 기인한 신호분해 기법을 적용하여 추출하고, 분해된 모드변환 EMSMC가 손상의 위치와 크기에 따라 받는 영향을 추가로 분석한다.

• Composites Research
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• v.27 no.2
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• pp.77-81
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• 2014

In this study, it was performed damage assessment and repair of small scale aircraft adopted on composite. This aircraft adopted the sandwich structure to skin of wing. This study aims to investigate the residual strength of sandwich composites with nomex honeycomb core and carbon fiber face sheets after the open hole damage by the experimental investigation. The 4-point bending tests were used to find the bending strength, and the open hole was applied to introduce the simulated damage on the specimen. The bending strength test results after open hole were compared with the results of no damaged specimen test. In addition, The damaged composite structure was repaired using external patch repair method after removing damaged area. After that, this study presents comparison results of the experimental investigation between the damaged and the repaired specimen. It was found that the bending strength of repaired specimen was recovered up to 95% of undamaged specimen.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.13 no.2
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• pp.257-270
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• 2000

The objective of this study is to develop a damage model based on damage mechanics that can be used to analyze the mechanical behavior of structures with defects and the global behavior of damaged structures. A modified second order damage tensor that can be applied to finite element analysis is used to reflect the effect of damage. The damage stress computed from the effective stress is considered as an additional loading term acting on nodes and can represent the effect of crack surface. The accuracy of the proposed algorithm is verified by comparing the analysis results with the experimental data from other studies and the analysis results based on transverse isotropic theory. The developed damage model is applied to the analyses of structures with cracks under linear elastic condition. The comparisons confirmed that the quantitative analysis of the structural behavior due to crack orientation and multiple sets of cracks is possible. Also, the damage caused by rock excavation and fault zone is analyzed. The results also showed that the developed model can effectively analyze the global behavior of damaged structures.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.37 no.8
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• pp.780-788
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• 2009

AE technique was applied to the static structural test of the composite wing structure to evaluate the structural integrity and damage. During the test, strain and displacements measurement technique were used to figure out for static structural strength. AE parameter analysis and source location technique were used to evaluate the internal damage and find out damage source location. Design limit load test, the 1st and 2nd design ultimate load tests and fracture test were performed. Main AE source was detected by an sensor attached on skin near by front lug. Especially, at the 1st design ultimate test, strain and displacements results didn't show internal damage but AE signal presented a phenomenon that the internal damage was formed. At the fracture test, AE activities were very lively, and strain and displacements results showed a tendency that the load path was changed by severe damage. The internal damage initiation load and location were accurately evaluated during the static structural test using AE technique. It is certified from this paper that AE technique is useful technique for evaluation of internal damage at static structural strength test.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.12 no.3
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• pp.412-419
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• 2009

How to efficiently and accurately detect the damages generated in a structure has become an important issue for structural health monitoring (SHM). Most existing SHM techniques require the baseline data which should be measured before a structure get damaged. Thus, this paper presents a new pitch-catch method-based SHM technique which will not require the baseline data any more. In the proposed SHM technique, the imaging method is also utilized to visualize damage locations. The proposed SHM technique is then validated through the damage detection texts for damaged aluminum plates.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.11 no.3
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• pp.159-166
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• 2007

This paper evaluates the soundness of structural elements using Wavelet Packet Transform (WPT). WPT is applied to the response acceleration of a framed structure which is subjected to earthquake load to decompose the response acceleration, then the energy of each component is calculated. The first five largest components in energy magnitude among the decomposed components are selected as input to an ANN to identify the damage location and severity. Two nodes in output layer yield damaged element and damage severity respectively. This method successfully evaluates the amount of damage and its location in the structure.