• Smart Structures and Systems
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• 제14권4호
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• pp.569-594
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• 2014

Damage detection methods based on modal analysis have been widely studied in recent years. However the calculation of mode shapes in real structures can be time consuming and often requires dedicated software programmes. In the present paper the combined application of proper orthogonal decomposition and gapped smoothing method to structural damage detection is presented. The first is used to calculate the dynamic shapes of a damaged structural element using only the time response of the system while the second is used to derive a reference baseline to which compare the data coming from the damaged structure. Experimental verification is provided for a beam case while numerical analyses are conducted on plates. The introduction of a stiffener on a plate is investigated and a method to distinguish its influence from that of a defect is presented. Results highlight that the derivatives of the proper orthogonal modes are more effective damage indices than the modes themselves and that they can be used in damage detection when only data from the damaged structure are available. Furthermore the stiffened plate case shows how the simple use of the curvature is not sufficient when analysing complex components. The combined application of the two techniques provides a possible improvement in damage detection of typical aeronautical structures.

• Advances in concrete construction
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• 제11권5호
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• pp.397-407
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• 2021

This paper investigates the optimal sensor placements and capabilities of this procedure for dynamic characteristics identification of arch dams. For this purpose, a prototype arch dam is constructed in laboratory conditions. Berke arch dam located on the Ceyhan River in city of Osmaniye is one of the highest arch dam constructed in Turkey is selected for field verification. The ambient vibration tests are conducted using initial candidate sensor locations at the beginning of the study. Enhanced Frequency Domain Decomposition and Stochastic Subspace Identification methods are used to extract experimental dynamic characteristics. Then, measurements are repeated according to optimal sensor locations of the dams. These locations are specified using the Effective Independence Method. To determine the optimal sensor locations, the target mode shape matrices which are obtained from ambient vibration tests of the selected dam with a large number of accelerometers are used. The dynamic characteristics obtained from each ambient vibrations tests are compared with each other. It is concluded that the dynamic characteristics obtained from initial measurements and those obtained from a limited number of sensors are compatible with each other. This situation indicates that optimal sensor placements determined by the Effective Independence Method are useful for dynamic characteristics identification of arch dams.

• 지능정보연구
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• 제27권3호
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• pp.57-73
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• 2021

ICT 인프라의 이상탐지를 통한 유지보수와 장애 예방이 중요해지고 있다. 장애 예방을 위해서 이상탐지에 대한 관심이 높아지고 있으며, 지금까지의 다양한 이상탐지 기법 중 최근 연구들에서는 딥러닝을 활용하고 있으며 오토인코더를 활용한 모델을 제안하고 있다. 이는 오토인코더가 다차원 다변량에 대해서도 효과적으로 처리가 가능하다는 것이다. 한편 학습 시에는 많은 컴퓨터 자원이 소모되지만 추론과정에서는 연산을 빠르게 수행할 수 있어 실시간 스트리밍 서비스가 가능하다. 본 연구에서는 기존 연구들과 달리 오토인코더에 2가지 요소를 가미하여 이상탐지의 성능을 높이고자 하였다. 먼저 다차원 데이터가 가지고 있는 속성별 특징을 최대한 부각하여 활용하기 위해 멀티모달 개념을 적용한 멀티모달 오토인코더를 적용하였다. CPU, Memory, network 등 서로 연관이 있는 지표들을 묶어 5개의 모달로 구성하여 학습 성능을 높이고자 하였다. 또한, 시계열 데이터의 특징을 데이터의 차원을 늘리지 않고 효과적으로 학습하기 위하여 조건부 오토인코더(conditional autoencoder) 구조를 활용하는 조건부 멀티모달 오토인코더(Conditional Multimodal Autoencoder, CMAE)를 제안하였다. 제안한 CAME 모델은 비교 실험을 통해 검증했으며, 기존 연구들에서 많이 활용된 오토인코더와 비교하여 AUC, Accuracy, Precision, Recall, F1-score의 성능 평가를 진행한 결과 유니모달 오토인코더(UAE)와 멀티모달 오토인코더(Multimodal Autoencoder, MAE)의 성능을 상회하는 결과를 얻어 이상탐지에 있어 효과적이라는 것을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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• pp.574-577
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• 2007

본 논문에서는 실 시공 중인 PSC 교량에 대하여 풍하중에 의한 상시 진동 계측 자료을 기반으로, 교량의 동특성(고유진동수, 모드형상)을 추정하였으며, 이를 바탕으로 대상 교량의 탄성계수를 추정하여 정적 계측을 통한 탄성계수 결과와 비교하였다. 본 논문에서 사용한 동특성 추정 기법은, 대표적인 주파수 영역 해석 방법인 Frequency Domain Decomposition(FDD) 방법과 시간영역 해석 방법인 Stochastic Subspace Identification(SSI) 방법을 이용하였다. 탄성계수 추정은 유한요소모델과 계측 결과를 이용하여 두 개의 결과 차이가 수렴하도록 하는 반복 계산을 통해 탄성계수를 추정하였다. 우선, 탄성계수 추정 기법의 검증을 위해, 수치 해석을 통하여 그 기법을 검증하였으며, 해석 결과 정확한 탄성계수값을 추정하였으며, 이를 통해 본 논문에서 적용한 탄성계수 추정법에 대한 신뢰도를 확인하였다. 이를 바탕으로 사용된 추정 기법을 실 교량에 적용하기 위해 실제 상시 진동 계측 값을 바탕으로 실교량의 동특성 및 탄성계수를 추정하였다. FDD 및 SSI 기법을 통한 모드 해석 결과, 두 기법 모두 유사한 결과를 나타내어 FDD 및 SSI 두 방법에 대한 결과의 신뢰도를 확인 할 수 있었다. 추정 탄성계수 값은 거더 단면내 설치한 응력계 및 변형률계를 통한 계측 결과값의 범위 내에 있음을 확인하였다. 따라서 본 논문에서 적용한 교량의 상시 진동 데이터를 바탕으로 한동특성 및 탄성계수 추정법이 구조물의 대략적인 탄성계수 및 이에 따른 구조물의 전체적인 건전도를 파악하는데 도움이 되리라 생각된다.

• 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.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제27권5호
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• pp.625-638
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• 2007

The damage detection process may appear difficult to be implemented for truss structures because not all degrees of freedom in the numerical model can be experimentally measured. In this context, the damage locating vector (DLV) method, introduced by Bernal (2002), is a useful approach because it is effective when operating with an arbitrary number of sensors, a truncated modal basis and multiple damage scenarios, while keeping the calculation in a low level. In addition, the present paper also evaluates the noise influence on the accuracy of the DLV method. In order to verify the DLV behavior under different damages intensities and, mainly, in presence of measurement noise, a parametric study had been carried out. Different excitations as well as damage scenarios are numerically tested in a continuous Warren truss structure subjected to five noise levels with a set of limited measurement sensors. Besides this, it is proposed another way to determine the damage locating vectors in the DLV procedure. The idea is to contribute with an alternative option to solve the problem with a more widespread algebraic method. The original formulation via singular value decomposition (SVD) is replaced by a common solution of an eigenvector-eigenvalue problem. The final results show that the DLV method, enhanced with the alternative solution proposed in this paper, was able to correctly locate the damaged bars, using an output-only system identification procedure, even considering small intensities of damage and moderate noise levels.