• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.401-408
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• 2015

기존 구조물의 모델 업데이팅 기법은 주로 진동 계측을 통해 얻은 전역적 구조 응답-모달 파라미터-를 이용한다. 모달 파라미터를 이용하여 업데이트된 모델은 전역적 구조 응답을 잘 추정할 수 있지만, 부재 레벨의 안전성 평가를 위한 국부적 응답 예측에는 어려움이 있다. 구조물 내 구조 부재들의 변형률 계측을 통해 응력을 추정하고, 안전성 평가가 이루어진다. 따라서, 본 연구는 모달 파라미터 이외에 로컬 구조 부재들에 가하는 해머 가력을 통해 계측한 변형률을 추가적으로 모델 업데이팅에 이용한다. 본 연구가 제안하는 모델 업데이팅에서 목적함수는 전역적/국부적 계측 응답과 모델의 응답간의 차로 설정되며 NSGA-II를 이용하여 이를 최소화된다. 업데이트 모델에서 예측하는 변형률 응답은 철골조의 안전성 평가에 활용된다. 제안한 기법은 철골 프레임에 대한 시뮬레이션과 해머 가력 실험을 통해 검증된다.

• 플랜트 저널
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• 제15권4호
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• pp.36-42
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• 2019

최근 환경 규제 정책 강화에 따른 입지 제약발생으로 발전소 부지가 높아지고 냉각수 관로의 길이가 증가되어 냉각수 계통 내 수격현상이 심화된다. 이는 발전소 안정성에 심각한 영향을 주게 된다. 본 연구에서는 수두가 높은 1,000 MW급 대용량 석탄화력발전소 냉각수계통에 대한 안정성을 확보하고자 비정상상태 1차원 해석 상용 소프트웨어인 LIQT 7.2을 사용하여 과도현상을 분석하고, 수격현상을 저감하기 위해 수격방지장치를 개별 및 조합 적용하여 성능특성에 대한 효과를 예측하였다. 수격방지 장치를 설치하지 않고 펌프가 불시 정지되었을 경우 발생하는 냉각수 서지압력은 펌프 출구 측에서 가장 크게 나타났다. 이러한 냉각수계통의 서지압력을 저감시키는 가장 효과적이고 간단한 방법은 펌프 보호를 위해 필수적 장치인 유압구동역류방지밸브에 진공파괴밸브를 조합한 것이다.

• Smart Structures and Systems
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• 제18권6호
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• pp.1189-1202
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• 2016

This paper describes an application of wavelet analysis for damage detection of a steel frame structure with bolted connections. The wavelet coefficients of the acceleration response for the healthy and loosened connection structure were calculated at each measurement point. The difference of the wavelet coefficients of the response of the healthy and loosened connection structure is selected as an indicator of the damage. At each node of structure the norm of the difference of the wavelet coefficients matrix is then calculated. The point for which the norm has the higher value is a candidate for location of the damage. The above procedure was experimentally verified on a laboratory-scale 2-meter-long steel frame. The structure consists of 11 steel beams forming a four-bay frame, which is subjected to impact loads using a modal hammer. The accelerations are measured at 20 different locations on the frame, including joints and beam elements. Two states of the structure are considered: healthy and damaged one. The damage is introduced by means of loosening two out of three bolts at one of the frame connections. Calculating the norm of the difference of the wavelet coefficients matrix at each node the higher value was found to be at the same location where the bolts were loosened. The presented experiment showed the effectiveness of the wavelet approach to damage detection of frame structures assembled using bolted connections.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.399-410
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• 2012

본 연구에서는 실험적 모드해석 기법을 이용하여 캔틸레버 및 양단고정 직사각형 적층복합판의 동적 테스트가 수행되었다. 균열 성장으로 인한 손상평가를 위하여 적층복합판에 인위적인 단계별 손상(균열)을 가하였으며, 충격해머 모드실험에 의해 얻어진 주파수응답함수(FRF), MAC(Modal Assurance Criterion) 값 및 모드매개변수(진동수, 모드형상, 감쇠비)의 변화를 분석하였다. 각 단계별 손상에 대한 적층복합판의 실험적 모드매개변수를 검증하기 위하여 유한요소해석으로부터 구한 고유진동수와 모드형상을 비교하였다. 손상은 벤치마크로서의 유한요소모델을 보정하는 과정으로부터 얻게 되는 적층복합판의 기하학적 특성 및 구조적 거동의 변화를 통하여 평가될 수 있음을 보여주었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제31권4호
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• pp.343-350
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• 2011

최근 전세계적으로 큰 지진이 빈번히 발생하고 있고, 국내에서도 지진 발생 빈도가 높아짐에 따라 노후화된 토목 구조물에 대한 내진 성능 평가 및 구조 건전성 평가의 중요성이 재조명되고 있다. 하지만 국내 기존 댐 수문에 대한 관련 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 댐 수문 내진 성능 평가 및 구조 건전성 평가의 기초자료가 펴는 댐 수문의 통특성 추정을 위하여 댐 수문에 적용할 수 있는 실험기법을 정립하고, 정립된 실험기법을 통하여 두 종류의 댐 수문에 대한 현장 실험을 수행하였다. 동특성 추정에는 모드 해석 방법 중에 하나인 주파수영역분해기법을 이용하였다. 상시진동실험과 강제진동실험을 이용하여 댐 수문의 동특성을 추정함으로써 두 방법의 성능을 비교하였으며, 상시진동실험이 댐 수문의 동특성을 추정하는데 매우 효과적인 방법임을 확인하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.166-166
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• 2011

한국건설기술연구원내에 세계 최초로 UHPC(초고성능 콘크리트)를 활용한 보도사장교를 설계 및 시공하여 공용중이다. 초고성능 콘크리트(UHPC, Ultra High Performance Concrete)는 기존의 콘크리트의 단점을 극복하기 위하여 강섬유 및 혼화재료를 사용하여 고강도화와 더불어 인장강도, 휨강도, 균열에 대한 저항성, 전단강도 및 내충격성을 대폭 개선시켜서 구조부재의 연성 및 강도를 확보하기 위해 개발된 것으로서 한국건설기술연구원이 독자적 연구를 바탕으로 UHPC를 개발하였고, KICT-UHPC의 특성을 충분히 반영한 보도사장교를 한국건설기술원내에 실구조물로 시공하였다. 한국건설기술연구원내 본관 1, 2동 연결 보도사장교(SUPER BRIDGE 1)의 진동실험을 통해 UHPC 보도사장교의 동특성(고유진동수 및 모드형상)을 평가하였다. 대상교량에는 보도사장교의 캔틸레버 구조 특성에 의해 발생하는 진동을 제어하기 위한 질량 264kg의 난간형 수직진동제어장치(TMD) 4대가 설치되어 있으며, 부가질량의 운동을 기계적으로 구속하거나 구속을 해제하여 TMD의 작동을 켜거나 끌 수 있도록 되어있다. TMD의 가동 및 정지시 동특성을 비교하는 정밀한 검증 실험을 통하여 TMD 설치에 의한 동특성의 변화도 평가하였다. 가진망치에 의한 충격실험으로부터 획득한 가속도 시간이력 데이터와 가진망치의 가진력 시간이력 데이터를 사용하여 주파수응답함수(FRF, frequency response function)를 계산하고, 이로부터 Super Bridge I의 동적모드형상과 고유진동수를 추출하였다. 1차 모드의 고유진동수는 TMD 정지시 2.2949 Hz, TMD 작동시 2.0996 Hz로서 8%정도 감소하였다. 충격해머에 의한 가진 실험을 통해 세계 최초로 시공한 UHPC 보도사장교의 진동특성과 관련한 신뢰성 있는 자료를 확보할 수 있었다.

• Computers and Concrete
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• 제12권6호
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• pp.803-818
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• 2013

In this study, analytical and experimental modal analyses of a scaled bridge model are carried out to extract the dynamic characteristics such as natural frequency, mode shapes and damping ratios. For this purpose, a scaled bridge model is constructed in laboratory conditions. Three dimensional finite element model of the bridge is constituted and dynamic characteristics are determined, analytically. To identify the dynamic characteristics experimentally; Experimental Modal Analyses (ambient and forced vibration tests) are conducted to the bridge model. In the ambient vibration tests, natural excitations are provided and the response of the bridge model is measured. Sensitivity accelerometers are placed to collect signals from the measurements. The signals collected from the tests are processed by Operational Modal Analysis; and the dynamic characteristics of the bridge model are estimated using Enhanced Frequency Domain Decomposition and Stochastic Subspace Identification methods. In the forced vibration tests, excitation of the bridge model is induced by an impact hammer and the frequency response functions are obtained. From the finite element analyses, a total of 8 natural frequencies are attained between 28.33 and 313.5 Hz. Considering the first eight mode shapes, these modes can be classified into longitudinal, transverse and vertical modes. It is seen that the dynamic characteristics obtained from the ambient and forced vibration tests are close to each other. It can be stated that the both of Enhanced Frequency Domain Decomposition and Stochastic Subspace Identification methods are very useful to identify the dynamic characteristics of the bridge model. The first eight natural frequencies are obtained from experimental measurements between 25.00-299.5 Hz. In addition, the dynamic characteristics obtained from the finite element analyses have a good correlation with experimental frequencies and mode shapes. The MAC values obtained between 90-100% and 80-100% using experimental results and experimental-analytical results, respectively.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제3권1호
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• pp.25-38
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• 1987

항타응력의 추정은 말뚝박기 해머의 선정, 기성말뚝의 설계, 말뚝박기 가능성의 판단 및 말뚝박기 시방서의 각성에 필요 불가결하다. 그러나, 현재 사용되고 있는 Newton의 충격이론에 의한 경타공식들은 토질이나 해머의 용량에 따라 나름데로 결함을 갖고 있으며, 파동방정식에 의하여 해석된 수치해석법은 대형컴퓨터를 사용하 여야 하고 몇가지의 토질정수를 가정에 의하여 입력하는 것과 말뚝을 타격할 때마다 누적되는 잔재 응력을 고려하지 않는 등의 이유로 즉시추정에는 제약이 따르고 오차가 누적되는 결과를 초래할 수 있으며, 또 한편, 계기에 의하여 항타응력을 실측하는 것은 많은 비용과 시간이 소요된다. 그러므로, 본 연구에서는 항타응력을 파동이론 및 말뚝의 잔류응력에 의하여 항타응력에 가장 크게 영향을 미치는 변수들을 고려하여 해석하므로써 대형컴퓨터를 사용할 수 없는 현장에서 말뚝의 전장에 걸쳐 항타응력을 추정할 수 있는 간편한 산출식을 제시하고, 이의 신뢰성을 고찰하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제54권2호
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• pp.257-289
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• 2015

Shear connectors are generally used to link the slab and girders together in slab-on-girder bridge structures. Damage of shear connectors in such structures will result in shear slippage between the slab and girders, which significantly reduces the load-carrying capacity of the bridge. Because shear connectors are buried inside the structure, routine visual inspection is not able to detect conditions of shear connectors. A few methods have been proposed in the literature to detect the condition of shear connectors based on vibration measurements. This paper proposes a different dynamic condition assessment approach to identify the damage of shear connectors in slab-on-girder bridge structures based on power spectral density transmissibility (PSDT). PSDT formulates the relationship between the auto-spectral densities of two responses in the frequency domain. It can be used to identify shear connector conditions with or without reference data of the undamaged structure (or the baseline). Measured impact force and acceleration responses from hammer tests are analyzed to obtain the frequency response functions at sensor locations by experimental modal analysis. PSDT from the slab response to the girder response is derived with the obtained frequency response functions. PSDT vectors in the undamaged and damaged states can be compared to identify the damage of shear connectors. When the baseline is not available, as in most practical cases, PSDT vectors from the measured response at a reference sensor to those of the slab and girder in the damaged state can be used to detect the damage of shear connectors. Numerical and experimental studies on a concrete slab supported by two steel girders are conducted to investigate the accuracy and efficiency of the proposed approach. Identification results demonstrate that damages of shear connectors are identified accurately and efficiently with and without the baseline. The proposed method is also used to evaluate the conditions of shear connectors in a real composite bridge with in-field testing data.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.512-519
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• 2004

This paper described the free vibration characteristics of Optimized H Type (OHT) spacer grids (SG) supporting the PWR fuel rod. The vibration test and the finite element (FE) analysis are performed under the free boundary condition and the clamped at two points (or three points) in the bottom which is the same one as the experimental condition for the dummy rod continuously supported by spacer grids. A modal test is conducted by the impulse excitation method using an impulse hammer and an accelerometer, and the TDAS module of the I-DEAS software is used to acquire and analyze the sensor signals. The softwares related to the FE analysis are the I-DEAS for the geometrical shape modeling and meshing, and the ABAQUS for solving. The fundamental frequency of the OHT SG by experiment under a clamped condition at two points is 175.18 Hz, and shows a bending mode. We think there is no resonance between the fuel rod and the SG because the SG's frequency is higher than that of the fuel rod existing in the range from 30 to 120 Hz. The fundamental frequency of the SG under the free boundary condition is 349.2 Hz showing a bending mode, and the results between the test and the analysis have a good agreement with maximum 7 ％ in error It is also found that the FE analysis model of the OHT SGs to analyze an impact, a buckling and vibration et al. has been generated with reliability.