• Smart Structures and Systems
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• 제14권2호
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• pp.159-189
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• 2014

One of the most important requirements in the evaluation of existing structural systems and ensuring a safe performance during their service life is damage assessment. Damage can be defined as a weakening of the structure that adversely affects its current or future performance which may cause undesirable displacements, stresses or vibrations to the structure. The mass and stiffness of a structure will change due to the damage, which in turn changes the measured dynamic response of the system. Damage detection can increase safety, reduce maintenance costs and increase serviceability of the structures. Artificial Neural Networks (ANNs) are simplified models of the human brain and evolved as one of the most useful mathematical concepts used in almost all branches of science and engineering. ANNs have been applied increasingly due to its powerful computational and excellent pattern recognition ability for detecting damage in structural engineering. This paper presents and reviews the technical literature for past two decades on structural damage detection using ANNs with modal parameters such as natural frequencies and mode shapes as inputs.

• 토지주택연구
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• 제11권3호
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• pp.83-92
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• 2020

In South Korea, problems caused by material deterioration of time-worn concrete structures have been increased recently. Because severe material deterioration could damage the structure's safety, it's important to evaluate the old structure's condition and structural capacity regularly to keep its proper performance. The safety evaluation of concrete structures has been initiated and performed periodically since 1995 according to a guideline in accordance with a law in Korea. The guideline prescribes the evaluation types, intervals and methods of the target structure. A lot of cost and labor have been invested every year to carry out the regular safety evaluation. However, it's not clear that the current manual could inspect the old structure's condition and assess the structural capacity precisely. Thus, the verification study initiated to figure out the Korean safety evaluation manual's practicalness. First, the Korean manual was analyzed and then compared with that of other countries for concrete bridges which are representative concrete structure. After that, the previously written evaluation reports were collected and analyzed to find out how the safety evaluation has been carried out. Based on the study results, the parts requiring verification of the manual were drawn. A research program is in progress in order to verify the parts by performing tests with actual structural members from decommissioned concrete bridges.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.343-346
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• 2003

Confirmation of a damage degree and repair about a damage part are very hard for an underwater structure. And quality control of a construction is very complicated even if repair work is carried out on a damaged structure because repair work is carried out in water. If repair work is carried out while a defect part of the structure which there is in water keeps dry state, a efficient of repair is maximized. However, as for the repair technology about an underwater structure, a systematic researcher is not enough because of the environmental trouble. And, as for the effect about repair method to be applied to a currently underwater structure, it is not certainly proved. In this study The repair work of an underwater structure damaged applied the method that used a fiber panel form work. And a efficient of structure repaired was evaluated.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.481-484
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• 2008

The research was carried out to suggest the bridge health monitoring systems that have been composed damage detection algorithm and a system for evaluation load carrying capacity of bridge by traffic loads for the purpose of safety management of bridge structure in efficient and economic.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.30-34
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• 2007

Structural integrity of railway vehicles should last for a long period against various and continuous fatigue loadings, and the carbody structures of railway vehicle are manufactured by applying multiform welding types for each material. Since the most of cracks are occurred and proceeded at the vicinity of welding area during the lifetime of carbody structure, the fatigue strength evaluation for welding area of carbody structure should have been carried out. Rotem Company has evaluated lifetime and fatigue strength of carbody structure according to the fatigue analysis based on the international standard and/or inner-official regulation. This study introduces the fatigue analysis method that we have evaluated and calculated the damages for the welding areas of carbody structure under various fatigue loading conditions using cumulative fatigue damage rule(Miner's rule) to verify whether the cumulative damage does exceed unity. This study contains the fatigue test of specimens to derive stress-life relations(S-N curve), sub-modeling analysis and the calculation of cumulative damages under fatigue loading. The fatigue analysis verifies the welding area shall be capable of withstanding under fatigue loading, identifies how critical area shall be selected and presents the principles to be used for design verification.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권3호
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• pp.215-221
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• 2008

구조물의 대표적 동적특성인 고유진동수 및 모드형상은 손상평가, 구조계추정기법 등과 결합한 구조건전성 평가분야에서 매우 중요한 기초 자료로 활용되고 있다. 그러나 해양구조물이나 대경간 교량과 같은 대형 구조물의 경우 진동원을 정확히 계측하기 힘들기 때문에 소규모의 구조물에 많이 쓰이는 기존의 모달 테스트 기법으로는 구조물의 진동특성을 구할 수 없다. 본 논문에서는 경간이 긴 대형 트러스 구조물을 대상으로 가속도 응답만으로 고유진동수 및 모드형상을 추출할 수 있는 방법을 연구하였다. 트러스 구조물의 수치해석 모델을 이용하여 가속도 응답 및 주파수 응답함수의 생성과정, 모드분석을 통한 고유진동수 및 모드형상 추출과정을 상세히 설명하였다. 제안한 방법으로 얻은 모드형상은 고유치 해석으로부터 계산된 모드형상과 비교하여 정확성을 검증하였으며, 모의 손상을 통한 손상평가기법에 적용하여 타당성을 입증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권2호통권54호
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• pp.115-121
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• 2009

본 연구에서는 동적 가속도 데이터를 사용하는 신호기반 손상진단 알고리즘으로 ARX 모델을 제시하였다. ARX 모델은 구조물의 두 지점에서 계측된 가속도 데이터를 입력과 출력의 두 세트 신호로 보고, 두 세트 가속도 데이터의 상관관계를 설정한다. 구조물 손상은 계측한 데이터와 전달함수인 ARX 모델로 예측한 데이터의 차이인 시간이력 잔차를 사용하여 통계적으로 탐색하였다. 시간이력 잔차의 정규분포함수를 구하고, 그 통계적 특성치를 계산하여 손상 평가에 사용하였다. 손상 전후의 정규분포함수를 비교하여 손상을 탐색하기 위하여 세 가지 손상지수를 제시하였다. 손상지수의 통계적 평가를 위해 실내실험을 수행하였고, 제안한 알고리즘의 효율성을 검증하고 제한점을 검토하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권1호
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• pp.105-112
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• 2009

전투기가 임무수행중 기체에 발생할 수 있는 전투손상에 대처하기 위해 손상평가 및 수리설계, 구조건전성 평가방법 등 손상 후속절차를 연구하였다. 사례로서 F-15 ECS Bay에 발생한 전투손상에 대하여 ABDR(Aircraft Battle Damage Repair) 기술을 적용하여 손상평가 및 수리설계를 수행하고, 그 내용과 절차를 양식에 정리하였다. 또한, 정적강도 및 피로수명 계산과 같이 수리설계 구조의 구조건전성을 평가하여 비행안전 여부를 입증하고 영구수리 시점을 판단하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제24권6호
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• pp.665-682
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• 2006

A vibration-based nondestructive damage evaluation technique for a curved thin beam is introduced. The proposed method is capable of detecting, locating, and sizing structural damage simultaneously by using a few of the lower natural frequencies and their corresponding mode shapes before and after a small damage event. The proposed approach utilizes modal flexibilities reconstructed from measured modal parameters. A rigorous system of equations governing damage and curvature of modal flexibility is derived in the context of elasticity. To solve the resulting system of governing equations, an efficient pseudo-inverse technique is introduced. The direct inspection of the resulting solutions provides the location and severity of damage in a curved thin beam. This study confirms that there is a strong linear relationship between the curvature of modal flexibility and flexural damage in the selected class of structures. Several numerical case studies are provided to justify the performance of the proposed approach. The proposed method introduces a way to avoid the singularity and mode selection problems from earlier attempts.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.77-84
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• 2020

본 논문에서는 사장교와 같은 장대형 구조물의 손상위치를 판단할 수 있는 손상평가 기법을 개발하고, 개발한 기법의 성능을 실험을 통하여 검증하고자 하였다. 손상평가 기법은 무손상 데이터가 확보되지 않은 상태에서 구조물의 손상평가가 가능하고, 구조물의 응답 데이터의 분석만으로 손상위치를 판단할 수 있는 데이터를 추출하는 것을 목표로 하였다. 이러한 목표를 완성하기 위하여, 손상 위치 판별을 위하여 통계적 패턴인식 기술인 개선된 마할라노비스 거리(IMD : Improved Mahalanobis Distance) 이론에 기반하여 변동성이 고려된 손상평가 기법을 개발하였다. 개발한 손상평가 기법에는 구조물의 고유한 정보에 기반한 Simulation 프로그램을 반영하여 다양한 외력에 따른 구조물의 무손상 응답을 출력하도록 하였다. 개발한 기법의 성능을 실험적으로 평가하기 위하여 모형 사장교를 대상으로 케이블 손상실험을 수행하였다. 그 결과, 변동성이 고려된 손상평가 기법은 외력에 따른 무손상 데이터를 자동으로 출력하고, 출력된 무손상 데이터와 계측된 손상 데이터의 분석을 통하여 케이블의 손상 위치를 판단할 수 있는 정보를 추출하는 성능을 보이는 것을 확인하였다.