• 제목/요약/키워드: 손상지수법

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강구조물의 구조요소 및 구조계에 대한 지진손상도 해석 (Seismic Damage Analysis for Element-Level and System-Level of Steel Structures)

  • 송종걸;윤정방;이동근
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제2권1호
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    • pp.95-111
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    • 1998
  • 본 연구에서 구조요소 및 구조계에 대한 지진손상 해석방법의 개념 및 과정을 연구하였다. 구조요소에 대한 지진손상도 해석은 구조요소나 단자유도계에 관한 기존의 방법으로 가장 널리사용되고 있는 Park & Ang 방법에 의하여 예제구조물에 대하여 수행하였다. 구조계에 대한 지진손상도 해석을 수행하기 위해서는 두 가지의 과정을 사용하였다. 첫 번째 과정은 구조계에 해당하는 지진응답을 구조계 대표응답법과 등가단자유도계 응답법을 이용하여 구한 후, 구조계의 지진손상도는 기존의 단자유도계나 구조요소에 관한 방법을 이용하여 구조계의 지진응답으로부터 구한다. 두 번째 구조요소에 대한 지진손상도 해석결과를 손상지수 조합법을 이용하여 선형적으로 조합하여 구조계의 지진손상도를 구한다. 각 방법의 유용성은 몇 개의 다른 지진과 예제구조물에 대하여 비교를 통하여 연구하였다.

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음향초음파와 음향방출에 의한 복합재료-금속 접착접합부의 피로손상 평가 (Assessment of Fatigue Damage of Adhesively Bonded Composite -Metal Joints by Acousto-Ultrasonics and Acoustic Emission)

  • 권오양;이경주
    • 비파괴검사학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.425-433
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    • 2001
  • 복합재료-금속 접착접합부가 사용 중 반복 하중을 받을 때 발생하는 피로 손상도를 음향초음파(acousto-ultrasonics; AU)법과 음향방출(acoustic emission; AE)법을 이용하여 평가하였다. 피로시험에는 단일겹치기(single-lap) 시험편을 사용하였으며, AU법을 통해 취득한 신호로부터 음향초음파변수(acousto-ultrasonic parameters; AUP)와 피로손상과의 상관관계 곡선을 얻고, AE법에서는 누적 AE events를 통한 피로손상과의 상관관계 곡선을 얻어, AU법과 AE법의 결과를 비교하였다. 이 곡선들은 피로손상에 의한 고분자기지 복합재료의 강성 저하$(E/E_0)$를 나타내는 곡선과 매우 유사하며, 이를 바탕으로 피로 손상도의 예측과 잔여 수명의 예측이 가능하다. 또한 피로 하중의 초기 단계와 피로손상의 누적에 의해 급격한 변화가 나타나는 단계의 파형 주파수 성분을 비교하여, 피로 파괴의 마지막 단계에서 나타나는 신호 중에는 본격적인 피로손상에 의해 발생하는 AE 신호 성분이 포함되어 있음을 확인할 수 있었다.

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고유진동수 이용 손상추정법과 모드형상 이용 손상추정법에 의한 PSC 보의 비파괴 손상검색 (Nondestructive Damage Detection in PSC Beams : Frequency-Based Method Versus Mode-Shape-Based Method)

  • 김정태;류연선;조현만
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.43-58
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    • 2002
  • PSC 보의 비파괴 손상검색을 위한 고유진동수 이용 손상추정법과 모드형상 이용 손상추정법을 제시하였다. 먼저, 고유진동수의 변화를 사용하여 손상의 위치를 예측하는 알고리즘과 고유진동수 1차 섭동 이론에 근거하여 균열크기를 예측하는 알고리즘을 요약하였다 다음으로, 모드형상의 변화로부터 모드민감도의 변화를 감지하고 이를 통해 손상의 위치와 크기를 추정하는 손상지수 알고리즘을 요약하였다. PSC 보의 유한요소모델을 사용하는 수치실험을 통해 고유 진동수 이용 손상추정법과 모드형상 이용 손상추정 법의 정확성을 검증하였다. 분석결과 두 방법 모두 실험 대상 구조에 도입된 균열의 위치를 정확하게 예측하였으며 균열의 크기를 비교적 근사하게 예측하였다.

가속도 응답을 이용한 실물 콘크리트 거더 교량의 구조건전성 모니터링 (Structural Health Monitoring of Full-Scale Concrete Girder Bridge Using Acceleration Response)

  • 홍동수;김정태
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.165-174
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    • 2010
  • 본 논문에서는 실물 콘크리트 거더 교량의 가속도 응답 신호를 이용하여 구조물의 상태변화를 경보한 후 그 위치 변화를 검색하는 2단계 구조건전성 모니터링 체계를 제시하였다. 먼저, 2경간 연속 콘크리트 거더 교량인 미호천교를 대상교량으로 선정하였으며, 볼링공을 이용한 강제진동 실험으로부터 동특성을 추출하였다. 다음으로, 미호천교의 2단계 구조건전성 모니터링 체계 구축을 위한 손상 발생 경보 및 손상 위치 검색 기법들을 선정하였다. 손상 경보 기법으로는 시간영역 특징을 이용하는 자기회귀모델과 주파수응답함수의 상관계수, 주파수응답비보증지수를 선정하였다. 손상 위치 검색 기법으로는 모드변형에너지기반 손상지수법을 선정하였다. 마지막으로, 덤프트럭을 이용한 정적 재하 실험을 통해 2단계 손상 모니터링 체계의 적합성을 검증하였다.

위샘종과 위샘암종에서의 세포자멸사와 세포증식 (Apoptosis and Cell Proliferation in Gastric Adenoma and Adenocarcinoma)

  • 이동수;강상범;이승우;남순우;유영경;한석원
    • Journal of Gastric Cancer
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    • 제6권2호
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    • pp.91-96
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    • 2006
  • 목적: 일반적으로 DNA가 손상된 세포들은 사멸되거나 적절히 손상된 부위를 복구하여 항상성을 유지하거나, 손상된 DNA를 가지고 계속 증식하여 결국 암으로 진행한다. 그러므로 세포자멸사와 세포증식의 균형의 변화는 조직 항상성 및 암 발생의 중요한 조절기전이다. 이에 본 연구자들은 위샘종 또는 위샘암종 조직을 대상으로 세포 사멸 및 세포증식의 정도를 보고자 하였다. 대상 및 방법: 내시경적으로 절제된 위샘종 41예, 외과 수술로 절제된 위샘암종 100예를 대상으로 면역조직화학적 검사를 시행하여 Ki-67 labelling 지수를 구하고, TUNEL 방법을 이용하여 세포자멸사 지수를 구하여 위샘종에서의 이형성 정도에 따른 발현도의 차이 및 위샘암종에서의 조직분류 및 병기에 따른 발현도의 차이를 관찰하였다. 결과: Ki-67 labelling 지수는 위샘종 $51.90{\pm}1.45$, 위샘암종 $55.33{\pm}0.94$로서 위샘암종에서 의의 있게 높았다(P<0.05). 세포자멸사 지수는 위샘종 $53.27{\pm}2.67$, 위샘암종 $42.41{\pm}1.32$로서 위샘종에서 의의 있게 높았다(P<0.05). 위샘종에서 이형성에 따른 Ki-67 labelling 지수 및 세포자멸사 지수는 차이가 없었다. 위샘암종에서 Ki-67 labelling 지수 및 세포자멸사 지수는 Lauren 분류법에 의한 장형과 미만형, 조기 위암과 진행성 위암, 림프절 전이 유무, TNM 분류에 따른 각 군 간의 통계학적 차이는 보이지 않았다. 결론: 샘암종에서의 세포자멸사 지수와 Ki-67 labelling 지수에 대한 연구에서 위샘종은 위샘암종보다 좀 더 정적인 결과를 보이고, 위암발생에서는 세포증식이 중요한 역할을 하나 이 두 지수가 위암의 조직학적 분류 및 병기에 따른 예후와는 관련이 없었다.

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초음파 C-scan을 이용한 터빈 블레이드 열차폐코팅의 등온열화에 의한 박리 평가 기법 (Delamination Evaluation of Thermal Barrier Coating on Turbine Blade owing to Isothermal Degradation Using Ultrasonic C-scan Image)

  • 이호걸;김학준;송성진;석창성
    • 비파괴검사학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.353-362
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    • 2016
  • 가스터빈 블레이드는 고온 고압의 환경 아래 장시간 가동하기 위하여 초합금 모재에 세라믹 코팅으로 이루어진 열차폐코팅(thermal barrier coating, TBC)은 필수요소이다. 하지만 TBC 또한 가스터빈 가동 중 일정 열화온도 및 가동시간에서 top coat의 박리현상이 일어난다. TBC의 박리는 블레이드의 손상과 직결되므로 가스 터빈의 안정적인 가동을 위해서 TBC의 박리 평가가 선행되어야 한다. 기존 비파괴평가 기법 연구는 산화알루미늄층(thermally grown oxide, TGO)의 생성 유무 또는 완전 박리의 정성적 평가가 이루어져 왔다. 본 연구에서는 TBC 박리를 정량적으로 평가하기 위해 초음파검사의 C-scan기법을 이용한 TBC의 부분박리손상 map을 구현하였다. 시편들은 $1,100^{\circ}C$로 등온열화하여 각각 열화시간을 변화시킨 시편들을 사용하였다. 단일 탐촉자를 이용한 펄스-에코법으로 C-scan을 수행하였고 TBC 내 부분박리를 검출하기 위해 초음파를 수침법으로 시편에 수직 탐상하였다. 그리고 Rogers-Van Buren과 Kim의 이론 반사식을 이용하여 부분박리영역 지름이 1 mm부터 6 mm까지 부분박리지수를 도출했다. 이를 적용하여 각 부분박리지수에 따른 부분박리 손상 map을 영상화하였다. TBC는 열화시간이 증가할수록 부분박리지수에 관계없이 부분박리영역이 모두 증가함을 확인할 수 있었다. 또한 단일 시편 내에서 부분박리지수가 증가할수록 부분박리영역이 감소하는 것을 확인하였다. 부분박리손상 map의 부분박리영역에 따른 분포를 이용하여 TBC의 완전박리 기준과 잔여 수명을 또한 도출할 수 있었다.

가속도 및 임피던스 신호를 이용한 PSC 거더교의 하이브리드 손상 모니터링 체계 (Hybrid Damage Monitoring Scheme of PSC Girder Bridges using Acceleration and Impedance Signature)

  • 김정태;박재형;홍동수;나원배
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권1A호
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    • pp.135-146
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    • 2008
  • 본 논문에서는 가속도 및 임피던스 신호를 이용하여 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 거더교에 적합한 하이브리드 손상 모니터링 체계를 제안하였다. PSC 거더교의 주된 손상유형으로 텐던의 긴장력 감소와 콘크리트 거더의 휨 강성 저하를 고려하였다. 제안된 하이브리드 체계는 손상경보, 손상분류 및 손상평가와 같이 크게 3단계로 구성하였다. 첫 번째 단계에서는 가속도 특성 변화를 모니터링하여 전역적인 손상의 발생을 경보한다. 두 번째 단계에서는 임피던스 특성 변화를 모니터링하여 손상유형이 긴장력 감소인지 휨 강성 저하인지를 분류한다. 세 번째 단계에서는 손상유형에 적합한 손상평가기법을 이용하여 손상의 위치와 크기를 평가한다. 손상유형이 휨 강성 저하인 경우에서는 모드형상기반 손상검색 기법을 적용하였고, 손상유형이 긴장력 감소인 경우에서는 고유진동수기반 긴장력 추정 기법을 적용하였다. 모형 PSC 거더 실험을 통해 제안된 하이브리드 손상모니터링 체계의 유용성을 평가하였다.

동적과도응답을 사용한 구조물의 손상진단 (Structural Damage Assessment Using Transient Dynamic Response)

  • 신수봉;오성호;곽임종;고현무
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.395-404
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    • 2000
  • 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.

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GSI 지수의 변형률 연화를 고려한 원형터널의 탄소성 해석 (Elasto-plastic Analysis of Circular Tunnel with Consideration of Strain-softening of GSI Index)

  • 이연규;박경순
    • 터널과지하공간
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    • 제20권1호
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    • pp.49-57
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    • 2010
  • 이 연구에서는 정수압 지압 조건의 암반에 굴착되는 원형 터널의 탄소성 거동 해석을 위해 GSI 지수의 변형률연화를 고려한 탄소성 해석법이 제안되었고, 그 적용성이 검토되었다. 제안된 수치해석법은 Lee & Pietruszczak(2008)의 탄소성 해석방법을 수정하여 개발되었다. 터널 주변 암반에서는 발파와 굴착에 의한 암반의 손상으로 GSI 지수의 저하가 야기될 수 있다는 가정 하에 GSI 지수의 변형률연화 개념을 도입하였다. 일반화된 Hoek-Brown 식의 강도정수들은 GSI 값을 이용하여 경험적으로 계산할 수 있으므로 GSI 지수의 변형률연화 개념을 도입함으로써 이 강도정수들의 변형률연화가 해석에 반영되도록 하였다. 제안된 방법의 적합성을 검토하기위하여 여러 해석조건에서 원형터널의 탄소성 해를 구하고 그 결과를 고찰하였다.

신뢰도 기반 플레이트 거더교의 여유도 평가 기법 (Reliability-based Redundancy Evaluation Method for Steel Plate Girder Bridges)

  • 조움돋이;박용명;진승훈;황민오;정흥진
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제21권5호
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    • pp.493-503
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    • 2009
  • 교량의 여유도는 주부재의 손상시 하중을 지탱할 수 있는 능력으로서 거더 개수, 지간, 형고, 내부지점, 부부재 등의 다양한 인자가 영향을 미치게 된다. 그러나, AASHTO 및 국내 도로교설계기준과 같은 현행 규정에서는 교량의 여유도를 단지 주거더의 개수로만 정의하고 있고, 그 평가 방법 및 요구 수준은 아직 제시되지 않고 있다. 이에 본 연구에서는 플레이트거더교를 대상으로 심각한 피로손상이 발생한 경우 주요 인자들을 고려하고 신뢰도 기법에 기반하여 교량의 여유도 평가 기법을 제안하였다. 또한, LRFD법 기반의 기준 교량에 대해 손상 시 내하력 해석과 신뢰성 해석을 수행하여 여유도의 요구 수준을 목표 시스템 신뢰도 지수 형태로 제안하였다. 마지막으로 현행 ASD법으로 설계된 단순 및 연속 플레이트거더교의 거더 수에 따른 여유도 수준을 평가 제시하였다.