• 한국철도학회논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.755-764
• /
• 2016

이 논문에서는, 변위-변형률 관계로부터 변위를 추정하는 선행 연구의 현장 적용성을 검토하기 위하여 실교량에 대한 현장재하실험을 실시하고, 그 결과에 대해 고찰하였다. 3경간 연속 IPC 거더 도로교 및 강합성 박스거더 경량전철 교량에 변위계 및 변형률 게이지를 부착하고, 재하차량에 의한 응답을 측정하였다. 현장재하실험을 통해 얻어진 실측 변형률을 변위로 변환시키기 위해 변위와 변형률의 관계를 이용하였다. 해석적인 방법으로 변위-변형률 관계를 도출하기 위해 연구대상 교량을 격자구조로 모형화하고 구조해석을 수행하였다. 연구결과, 사전 구조해석에 의해 얻어진 변위-변형률 관계와 실측 변형률을 이용하여 변위를 추정하여도 실용상 만족할 만한 결과를 도출할 수 있었다. 이 연구 결과는 향후 계측이 어려운 환경하에 놓여 있는 교량의 변위 측정에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제20권3호
• /
• pp.18-24
• /
• 2016

본 연구에서는 기존의 가속도 등을 이용하여 변위를 추정하는 방법의 문제점을 개선시키기 위해 단순지지 거더교의 실측 변형률로 부터 변위를 추정할 수 있는 간단한 방법을 제안하였다. 제안된 변위 추정 방법의 기본 개념은 변위와 변형률의 관계로부터 유도되었으며, 해석적 방법을 부가적으로 도입하여 일반화시켰다. 실교량과 유사한 동적 거동특성을 갖는 단순지지 강판에 대한 정 동적 실내실험을 수행하였으며, 실험을 통해 실험체 중앙점의 변위 및 변형률을 측정하였다. 실험체에 대한 실측 변형률을 이용하여 추정된 변위는 실측 변위와 잘 일치하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제안한 변위 추정 방법은 변위계 설치를 위한 고정된 기준점 확보가 곤란한 실교량(단순지지 거더교)의 변위 측정에 적합하다고 판단된다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제43권5호
• /
• pp.396-404
• /
• 2015

무인기의 날개는 고고도 장기체류에 적합하도록 가로세로비가 크며, 비행 중 구조 대변형이 발생한다. 비행 중 날개 구조의 실시간 변형 상태 파악을 위해 변위-변형률 관계를 이용하여 비행체의 구조 건전성 및 관련 하중 상태 평가, 이상 진동 현상 발견 및 조종성 향상과 같은 영역에서 활용할 수 있다. 본 논문에서는 비행 중 변형이 발생하는 날개 구조물을 외팔보로 가정하여 구조 대변형을 보다 간편하게 예측하기 위한 변형률 기반의 비선형성을 고려한 변위 예측 알고리즘을 작성하였다. 변위 예측식은 외팔보의 다양한 끝단 변위 조건에서 이루어진 구조 실험과 유한요소 해석 결과의 비교를 통하여 검증하였다. 변형률은 스트레인 게이지로부터 취득한 값을 사용하였으며, 변형률을 이용하여 예측된 변위는 레이저 변위 센서로 측정한 변위와 잘 일치하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제8권4호통권29호
• /
• pp.105-113
• /
• 1996

본 연구에서는 철골모멘트골조의 패널존변형을 명시적으로 고려한 탄성층 간변위의 근사해석 방법을 제안하였다. 본 방법은 고전적 포탈법의 가정 및 D 치법에 기반한 해석적 접근법이다. 즉 포탈법의 가정에 따라 횡력을 받는 골조를 보-기둥 부분 골조로 분해한 후 대표적 내부 부분골조의 보, 기둥 및 패널존에서 기인하는 모든 횡변위 성분을 해석적으로 계산한다. 이때에 필요한 모든 내력(가령 패널존 전단변형 산정을 위한 보의 불균형모멘트)의 결정에 D 치법을 이용한다. 구조바닥의 강막작용을 고려하면 위의 과정을 통하여 산출된 대표적 내부 부분골조의 횡변위는 전체 골조의 횡변위와 거의 동일할 것으로 기대할 수 있다. 본 방법의 타당성 여부는 반강절 접합요소를 사용한 해석적 엄밀해와 비교하여 검증하였으며 만족스런 결과를 주는 것을 확인하였다. 본 연구의 방법에 의해 컴퓨터해석에 의하지 않고도 철골모멘트골조의 탄성층간변위를 실용성있는 정확도로서 신속하게 산정할 수 있으므로 본 연구의 결과는 예비적 횡강성 평가에 유용하게 사용될 수 있다. 또한 본 방법의 적용과정에서 해석자는 철골모멘트골조의 횡변위 기동에 관한 물리적 감각을 증진시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제11권4호
• /
• pp.403-410
• /
• 2009

본 논문은 시공현장에서 계측된 변위값을 이용하여, 터널구조물의 안정성을 정량적으로 평가하는 한계변형률 개념의 활용성에 관한 것이다. 한계변형률 개념의 활강성을 높이기 위해서 (1) 변위개념을 활용한 기존의 현장 및 연구사례를 정리하여 한계변형률 개념의 공학적 의미; (2) 터널공학적 및 지반공학적 관점에서 한계변형률 개념의 타당성; (3) 터널굴착에 의해 발생하는 지반의 변위 구분 및 총변위와 계측변위의 관계성; (4) 국내 터널시공 현장의 계측사례를 활용하여 한계변형률 관점에서의 터널안정성 평가; 그리고 마지막으로 (5) 기존에 현장에서 활용된 시공관리기준치를 한계변형률 관점에서 재평가 등에 대한 연구를 수행하였다. 결론적으로, 한계변형률 개념은 터널공학적인 측면에서 타당한 근거가 있으며, 통일된 관리기준으로 활용가능 한 것으로 평가되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제4권3호
• /
• pp.185-193
• /
• 2002

본 연구에서는 풍화토층에 굴착된 지하철 터널의 변형거동과 종방향 지보재의 보강효과가 3차원 유한차분해석에 의해 조사되었다. 굴착방법이 터널 변형거동에 미치는 영향을 조사하기 위해서 반단면 및 전단면의 2가지 굴착방법이 고려되었다. 또한, 우산형 막장보강법 (RPUM) 및 유리섬유 파이프의 보강효과가 비교되었다. 터널 변형거동을 분석하기 위해 막장변위, 내공변위, 선행변위 및 측벽변위가 조사되었고, 굴착방법 및 종방향 지보재의 효과가 지표침하량를 사용하여 분석되었다. 해석 결과, 반단면 굴착이 전단면 굴착 보다 더 큰 내공변위, 선행변위, 측벽변위를 야기시키며, 반면 막장변위는 전단면 굴착이 반단면 굴착에 비해 더 크게 발생됨을 알았다. 또한, 같은 굴착방법에서는 RPUM만이 사용되었을 때가 RPUM이 유리섬유 파이프와 같이 사용되었을 때 보다 모든 변위가 더 켜졌다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
• /
• pp.217-220
• /
• 2009

고층 건물에 대한 구조 안전성 모니터링은 건물 특성상 계측 대상 부재가 많고 하중과 구조반응의 관계가 복잡하기 때문에 센싱 위치 선정의 어려움으로 그 적용에 한계가 있다. 본 논문에서는 고층 건물의 구조 건전도 모니터링을 위한 구조반응 계측위치를 선정하기 위해서 에너지 이론에 근거한 부재의 변위기여도 및 변형에너지밀도 개념을 도입하였다. 보, 기둥, 코어 전단벽, 그리고 아웃리거로 구성된 고층 건물을 대상으로 풍하중에 대한 부재 종류별 부재의 변위기여도 및 변형에너지밀도를 확인하고 전체 구조물의 거동과의 관계를 분석하여 고층 건물의 구조 건전도 모니터링을 위한 센싱 위치를 예상해보았다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제44권1호
• /
• pp.1-11
• /
• 2016

큰 가로세로비를 가지는 유연날개의 변형정보는 구조 건전성 평가를 위한 실시간 모니터링에 필요하다. 비행 중인 날개 구조 대변형은 날개 외피의 변형률과 곡률의 관계식을 기반으로 한 비선형 변위 예측 알고리즘을 통해 예측될 수 있다. 그러나 동체에 고정된 날개의 기하학적인 형상으로 인하여 고정단 부근에서의 변형률 분포는 복잡한 양상을 나타내며, 변형률 센서가 부착된 센싱라인의 코드방향 위치에 따라 변위가 다르게 예측될 수 있다. 본 논문에서는 스팬방향 변형률의 보정을 통하여 변형률 센싱라인의 코드방향 위치에 관계없이 예측변위의 정확도를 향상시키는 연구를 수행하였다. 변형률 보정을 위하여 스팬방향 및 코드방향 변형률의 비, 재료의 포아송비, 보와 평판 모델의 변형률 비를 이용하였다. 보정된 변형률을 이용하여 예측한 변위는 해석변위와 잘 일치하였으며, 이를 실험을 통하여 검증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제18권4호
• /
• pp.503-514
• /
• 2006

FBG 센서는 기존의 전기저항식 게이지에 비해 구조물의 변형율 계측이 용이하고, 내구성이 우수하여 구조물의 응답 모니터링이나 비파괴손상평가 분야의 적용성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한, 구조물 단면의 상 로의 치환이 가능하며, 이 곡률을 이용하여 수직변위를 계산할 수 있다. 본 연구에서는, FBG 센서를 이용하여 I 형의 강재 단순보에서 충격에 의한 동적 변형율을 측정하고, 이를 이용하여 동적 변위를 추정하여 측정된 동적 변위와 비교 평가하였다. 또한, 추정된 변위와 측정된 변위 및 변형율 시간이력을 이용하여 단순보의 동특성( 고유진동수, 감쇠비 및 모드형상)을 추정하여 해석모델의 동특성과 비교하였다. 변형율을 이용한 변위의 추정은 측정 변위보다 최대 약 10% 정도 크게 나타났다. 그러나 추정된 변위 또는 변형율 이력을 사용하여 추정한 동특성은 측정된 변위를 사용하여 추정한 동특성과 거의 일치하였고, FBG 센서를 이용한 동특성 추정 결과는 양호한 것으로 나타났다. 특히, FBG 센서 변형율은 변위에 비해 고주파 특성이 증폭되기 때문에 고차모드의 동특성 추정에 유리하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제16권1호
• /
• pp.99-109
• /
• 2012

이 연구에서는 변형률계를 사용하여 변위를 추정하는 이론식을 제안 및 검증하고 하중 작용점과 크기를 추정하여 강재보의 건전도 평가 시스템을 개발하고자 하였다. 실험결과 160kN(항복하중의 56%)가력시 최대처짐 점에서 변형률계를 사용하여 얻는 처짐과 변위계의 측정처짐과의 오차율이 2%이내로 나타났으며 하중작용점 및 크기의 추정도 오차율1% 이내로 나타났다. 이를 통해 변형률계로 강재보의 변위 및 하중을 계측 할 수 있으며 나아가 변위계와 하중계의 생략으로 경제적인 센서설계를 할 수 있다. Lab VIEW로 구현된 건전도 평가 프로그램은 측정된 데이터가 일정 범위(강도 한계상태, 사용성 한계상태, 항복변형률)를 넘어설 때 단계별 경고를 발생하였고 변형률계 만으로 사용성한계상태와 강도한계상태를 동시에 모니터링 할 수 있었다.