• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제6권3호
• /
• pp.193-199
• /
• 2002

콘크리트 구조물에 발생하는 구조적인 균열은 재하하중에 의하여 콘크리트가 저항할 수 있는 인장강도보다 더 큰 인장강도가 가해졌을 때 콘크리트의 인장영역에서 발생하며, 이는 구조물의 노후화 또는 재하하중에 대한 저항능력이 감소되었음을 의미한다. 그러므로 콘크리트에 발생한 구조적 균열은 구조물에 치명적인 손상을 유발시킬 수 있으며, 구조물의 안전성 확보와 효과적인 유지관리를 위해서는 이를 검출하는 기법에 대한 연구가 반드시 필요한 실정이다. 본 연구에서는 토목계측 분야에서 가장 널리 활용되고 있는 변형률 센서를 철근콘크리트 보에 부착하여 보의 인장부와 압축부의 변형률을 측정하는 실내실험을 수행하였으며, 하중 재하에 따른 변형률의 변화, 측정부위의 탄성계수 변화, 그리고 중립축의 변화 등을 비교 분석하였다. 분석 결과로부터, 측정된 변형률을 이용하여 중립축의 변화 추이를 추정하므로써 가장 효과적으로 균열을 검출할 수 있는 알고리즘을 제시하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집
• /
• pp.95-102
• /
• 2004

변형률과 파손신호를 동시에 계측하기 위하여 이중복조기를 갖는 광섬유 브래그 격자센서시스템을 제안하였다. 이중복조기는 가변 패브리-페로 필터를 사용하여 변형률과 같이 변화가 큰 저주파신호를 측정하는 복조기와 수동 마흐-젠더 간섭계를 사용하여 파손신호나 충격신호와 같이 미세한 크기의 고주파 신호를 측정하는 복조기로 구성된다. 제안된 광섬유 브래그 격자센서시스템을 이용하여 인장하중을 받는 직교적층 복합재 구조물의 변형률과 파손신호를 동시에 계측할 수 있었다. 하나의 광섬유브래그격자센서로 측정한 변형률과 파손신호를 분석한 결과, 복합재 시편의 90도 층에서 모재균열이 발생할 때 급격한 변형률 변이가 유발되고, 최대 수백킬로헤르쯔에 이르는 주파수 성분을 가진 진동신호가 발생함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제19권5호
• /
• pp.335-342
• /
• 2003

지반 변형계수를 측정하는 방법중에서 원위치 시험법은 반력으로 대형 장비가 필요하고 많은 측정시간이 소요되므로 시험횟수가 제한되는 단점이 있다. 최근에는 이런 문제점을 보완하고 보다 신속하게 측정할 수 있는 장비들이 개발되어 적용되고 있다. 즉, Falling Weight Deflectometer(FWD), Light Drop Weight Tester(LDWT), Geogauge등이 있다. 이중에서 Light Drop Weight Tester(LDWT)는 경부 고속철도 공사에 ‘철도공사를 위한 경량 낙하 시험기’라는 명칭으로 적용된 이래로 여러 기관에 도입되어 노반의 품질관리 및 성토관리용으로 국내 조건에 맞는 기준을 정립하기 위한 연구가 진행중이다. 본 연구에서는 현장에서 지반변형계수를 쉽게 측정하는 방안을 제안하기 위해 독일 Stendal의 동적 평판 재하시험 장비(Light Drop Weight Tester(LDWT))인 ZFG 02를 이용하여 현장과 토조에서 동적변형계수를 측정하였다. 동일한 지반에서 실시한 평판재하시험 결과에 의한 정적 변형계수와의 상관성을 분석하였다.

• 지질공학
• /
• 제8권3호
• /
• pp.275-284
• /
• 1998

포천 화강암에 피로하중을 가할 때 암석의 변형 거동과 피로하중에 의해서 생성되는 미세균열의 발달특성을 초음파 속도측정 및 차분변형율 분석을 통하여 연구하였다. 미세균열은 피로하중이 가해지는 방향과 평행하게 생성되며, 피로하중이 가해지는 초기에는 기존의 미세균열이 전파되면서 생성된다. 새로운 미세균열은 피로파괴횟수의 약 1/8-l/6 이상의 지난 후 생성되기 시작한다. 초음파 속도 측정, 차분변형율 분석 및 영구변형 측정은 암석내의 미세균열 발달을 잘 지시한다. 그러나 각 방법에 의하여 규명된 미세균열의 발달상태는 약간의 차이를 보여, 미세균열의 발달을 정량적으로 규명하기 위해서는 각 방법에 의하여 측정된 결과를 종합하여 해석하여야 할 것으로 판단된다. 80% 피로하중 수준에서 초기에 발달하는 미세균열은 70% 하중수준에 비하여 2배 정도로 높아서 하중수준이 커질수록 초기에 발달하는 미세균열의 량은 많아질것으로 판단된다. 그러나 파괴 직전의 시료에 발달한 미세균열의 량은 암석 부피의 약 0.3% 정도로, 포천화강암의 경우 부피의 0.3% 정도의 미세균열이 발달하면 암석이 파괴에 도달하는 것으로 판단된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제37권2호
• /
• pp.141-147
• /
• 2024

강유전체, 압전체 및 전왜 재료의 전기-기계적 반응의 기본 원리를 이해하기 위해 전기장 인가에 따른 변형 측정법은 널리 사용되고 있다. 특히, 전기 자극에 반응하는 압전 재료의 변형 특성을 이해하는 것은 압전 액츄에이터, 음향 장치, 초음파 발생기와 같은 부품을 연구하고 개발하는 데 중요하다. 이 튜토리얼 논문에서는 다양한 산업 분야에서 널리 사용되는 변위 측정 장치인 선형 가변 차동 변환기(linear variable differential transducer, LVDT)의 구성 요소와 작동 원리를 소개한다. 또한 전기장을 인가하여 강유전체, 압전체 또는 전왜 재료의 변형 특성을 측정하기 위해 LVDT를 사용하는 실험 장치의 구성을 소개한다. 그리고 이 논문에는 LVDT 실험 장치를 통해 얻은 간단한 측정 결과와 분석이 포함되어 있어서 다양한 재료의 전기-기계 상호 작용 연구 방법에 대해 유용한 정보를 제공한다.

• 기계저널
• /
• 제33권7호
• /
• pp.661-670
• /
• 1993

스트레인 게이지를 이용한 응력측정 방법 및 응력 측정시의 오차 발생의 원인에 대해서 설명하 였고 현재 많이 사용되고있는 스트레인 게이지식 로드셀의 원리 및 구조에 대해서도 설명하였다. 스트레인 게이지를 이용하여 변형도를 측정할 경우 1% 이내의 정확도를 유지하는 것이 가능하나 측정된 변형도로부터 응력을 계산할 경우 재료상수들의 부정확성으로 인하여 5% 정도의 오차가 발생할 수 있다. 스트레인 게이지를 이용한 응력 측정값은 부착위치에서의 값이므로 구조물의 최대 응력을 측정하고자 할 경우 구조물의 응력 상태를 제대로 파악하지 못하면 큰 오차가 발 생할 수 잇다. 따라서 정확한 측정을 위해서는 정확한 게이지 작업 기술과 함께 하중에 대한 대상물의 거동을 파악하는 기술 습득이 요구된다. 스트레인 게이지식 로드셀을 직접 설계 및 제작하기 위해서는 용량, 정밀도, 설치 공간, 사용조건 등을 고려하여 감지부의 형상, 감지부의 재질, 스트레인 게이지의 종류, 부착 방법, 보상회로 구성방법, 보호 케이스의 부착 여부 등을 결정하여야 하고 제작이 완료된 후 힘 표준기 등으로 교정검사를 실시하여 사용하여야만 정확한 측정을 기대할 수 있다.

• 타이어
• /
• 통권111호
• /
• pp.20-29
• /
• 1984

유한요소법에 의하여 축대칭 정적하중을 받는 승용차용 래디알 타이어의 변형을 해석하였다. 요소는 8절점 parabolic-isoparametric 요소를 사용하였으며 타이어를 구성하는 cord-rubber복합체를 선형직교성을 갖는다고 가정하고, 그 복합체의 물성치를 간단한 식으로 표시하여 적용하였다. 공기압으로 인해 변형된 모양 및 cord에 작용하는 장력을 계산해 냈으며 이 변형된 모양을 plaster cast를 이용하여 측정한 실험치와 비교하였다. 또 타이어를 구성하는 구조가 달라지면 공기압으로 인하여 변형형태가 어떻게 변화하는가를 계산해 보았다. 이 결과로 belt의 cord수가 감소하거나 belt cord angle이 증가하면 타이어 외경이 증가함을 알 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 1999년도 제13회 학술강연논문집
• /
• pp.11-11
• /
• 1999

Sach의 Boring out 측정방법은 튜브 또는 실린더 등의 축대칭 부품의 3차원 잔류 응력을 측정하는데 적용할 수 있다. 이 방법은 잔류응력이 층제거시 이완된 변형율로부터 결정된다는 원리에 근거하고 있다. 적용시 가정사항으로는 1) 잔류응력 분포가 축대칭이어야 하고 2) 응력 분포가 축방향을 따라 균일해야 한다는 것이다. 그러나 실제부품은 길이가 제한되어 있기 때문에 잔류응력 분포가 균일하다는 가정이 적용될 수 없다. 본 연구에서는 시편의 길이 대 외경 비를 변화시켰을 때 유한요소해석을 이용하여 층제거시 이완된 변형율로부터 계산된 측정값과 유한요소 해석값을 비교하여 이 측정방법의 적용한계와 타당성을 조사하였으며 얻어진 결론은 다음과 같다. Sach의 Boring out 측정방법을 적용하기 위해서는 부품의 외경 대 길이 비가 3이상일 경우 측정값과 해석값은 거의 일치하는 경향을 보이며 비가 증가할수록 측정오차가 줄어들 것으로 판단된다.

• Composites Research
• /
• 제16권3호
• /
• pp.58-67
• /
• 2003

본 연구에서는 구조의 건전성을 실시간으로 모니터링하기 위해 변형률 및 파손을 동시에 감지할 수 있는 두 가지 형태의 광섬유 센서 시스템을 제안하였다. 구성된 광섬유 센서 시스템은 파손신호 취득에 사용되는 단파장 광원의 형태에 따라 EDFA에 FBG 사용한 것과 Fabry-Perot 필터를 사용한 것으로 나뉘며 EFPI센서를 통해 복합재 시편의 인장실험을 모니터링 하는데 적용되었다. 먼저, 복합재의 초기파손모드에 해당하는 모재균열 신호의 특징을 알기 위해 압전세라믹 센서를 이용하여 시편의 두께와 폭의 변화에 따른 신호특성을 파악하였다. 정량적 파손신호의 특성 분석을 위해 STFT와 Wavelet Transform과 같은 시간 주파수 변환방법을 사용하였으며, 시편의 형상변화에 따라 모재균열 신호의 주파수영역 특성이 변화함을 확인하였다 광섬유 센서로 취득 된 파손신호 및 변형률 측정값을 각각 압전세라믹 센서와 변형률게이지의 결과 값과 서로 비교하였다. 광섬유 센서 시스템들을 이용한 장시간동안의 인장실험 결과 변형률의 값은 변형률게이지의 측정값과 잘 일치하였으며 파손감지 시스템 또한 미세한 파손신호까지 민감하게 감지해 낼 수 있음을 알 수 있었다.

• 센서학회지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.163-170
• /
• 2000

광주파수 변조 광섬유 간섭형 센서가 변위, 변형률 및 힘 등의 물리량을 측정하기 위하여 개발되어졌다. 일반적인 광섬유 간섭형 센서는 물리량에 따라 단지 정현파 형태의 신호를 보이기 때문에 물리량의 증감을 구별하는 것이 매우 어렵다. 본 연구에서는 물리량의 증감 방향을 구별하면서 물리량을 측정하기 위하여 단지 톱니파형으로 변조시킨 광원만을 사용하는 광섬유 마이켈슨 센서를 성하였다. 센서 출력은 일정한 정현파가 출력되도록 조절되어졌다. 출력신호는 일정 시간 간격동안 파형의 개수를 계수함에 의하여 처리되어졌다. 변형률은 파형 개수 변화량에 변형률을 구하기 위한 게이지 상수만을 곱함에 의하여 계산되었다. 이 센서의 변형률 측정 성능을 검토하기 위하여 광섬유 센서와 전기저항형 변형률 게이지가 부착된 알루미늄 시험편을 사용하여 만능시험기로 반복하중을 가하여 변형률의 증감을 측정하는 실험을 수행하였다. 이 실험으로부터 광섬유 센서에 의하여 측정된 변형률 변화량이 전기저항형 변형률 게이지의 변화량과 잘 일치하고 있음을 확인할 수 있었다.