• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제9권3호
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• pp.221-235
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• 2022

Among nondestructive damage detection methods, impedance-based methods have been recognized as an effective technique for damage identification in many kinds of structures. This paper proposes a method to detect cracks in metal structures by combining electro-mechanical impedance (EMI) responses and artificial neural networks (ANN). Firstly, the theories of EMI responses and impedance-based damage detection methods are described. Secondly, the reliability of numerical simulations for impedance responses is demonstrated by comparing to pre-published results for an aluminum beam. Thirdly, the proposed method is used to detect cracks in the beam. The RMSD (root mean square deviation) index is used to alarm the occurrence of the cracks, and the multi-layer perceptron (MLP) ANN is employed to identify the location and size of the cracks. The selection of the effective frequency range is also investigated. The analysis results reveal that the proposed method accurately detects the cracks' occurrence, location, and size in metal structures.

• Smart Structures and Systems
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• 제4권5호
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• pp.605-628
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• 2008

In bridge structures, damage may induce an additional deflection which may naturally contain essential information about the damage. However, inverse mapping from the damage-induced deflection to the actual damage location and severity is generally complex, particularly for statically indeterminate systems. In this paper, a new load concept, called the positive-bending-inspection-load (PBIL) is proposed to construct a simple inverse mapping from the damage-induced deflection to the actual damage location. A PBIL for an inspection region is defined as a load or a system of loads which guarantees the bending moment to be positive in the inspection region. From the theoretical investigations, it was proven that the damage-induced chord-wise deflection (DI-CD) has the maximum value with the abrupt change in its slope at the damage location under a PBIL. Hence, a novel damage localization method is proposed based on the DI-CD under a PBIL. The procedure may be summarized as: (1) identification of the modal flexibility matrices from acceleration measurements, (2) design for a PBIL for an inspection region of interest in a structure, (3) calculation of the chord-wise deflections for the PBIL using the modal flexibility matrices, and (4) damage localization by finding the location with the maximum DI-CD with the abrupt change in its slope within the inspection region. Procedures from (2)-(4) can be repeated for several inspection regions to cover the whole structure complementarily. Numerical verification studies were carried out on a simply supported beam and a three-span continuous beam model. Experimental verification study was also carried out on a two-span continuous beam structure with a steel box-girder. It was found that the proposed method can identify the damage existence and damage location for small damage cases with narrow cuts at the bottom flange.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.233-242
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• 2023

본 논문에서는 다중 시그마포인트 세트(MSP)를 사용하는 분산점 칼만필터(UKF)인 UKF-MSP를 소개한다. 비선형 동적시스템을 표현하기 위해 널리 알려진 Bouc-Wen 모델을 사용하였고, 비선형성 고려가 가능한 칼만필터 중 UKF를 선정하였다. 그런데 UKF는 두 가지 인공오차와 시그마포인트의 분포를 결정하는 스케일링 파라미터의 값을 튜닝(Tuning)하는 과정을 통해 적절히 설정해야만 대상 동적시스템의 추정하고자 하는 상태(State)를 정확히 추정할 수가 있다. 본 논문에서는 후자의 스케일링 파라미터 설정 문제를 완화하고자 하였으며, MSP를 사용함으로써 기존 UKF에 비해 칼만필터 튜닝 과정에 덜 민감한 UKF-MSP를 제안하였다. 지진으로 인한 급격한 구조손상 시나리오에 대해 UKF-MSP의 안정성을 검증하였다. 제안된 방법은 튜닝과정을 완화함과 동시에 다른 칼만필터 파라미터인 인공오차에 대해서도 덜 민감한 거동을 보임을 확인하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제25권6호
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• pp.733-749
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• 2020

This study presents a computer vision-based approach for representing time evolution of structural damages leveraging a database of inspection images. Spatially incoherent but temporally sorted archival images captured by robotic cameras are exploited to represent the damage evolution over a long period of time. An access to a sequence of time-stamped inspection data recording the damage growth dynamics is premised to this end. Identification of a structural defect in the most recent inspection data set triggers an exhaustive search into the images collected during the previous inspections looking for correspondences based on spatial proximity. This is followed by a view synthesis from multiple candidate images resulting in a single reconstruction for each inspection round. Cracks on concrete surface are used as a case study to demonstrate the feasibility of this approach. Once the chronology is established, the damage severity is quantified at various levels of time scale documenting its progression through time. The proposed scheme enables the prediction of damage severity at a future point in time providing a scope for preemptive measures against imminent structural failure. On the whole, it is believed that the present study will immensely benefit the structural inspectors by introducing the time dimension into the autonomous condition assessment pipeline.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.89-95
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• 2003

본 논문에서는 시간영역에서의 응답을 이용하여 복잡한 트러스의 구조물에서 발생할 수 있는 손상의 위치와 크기를 추정할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 일정한 시간동안 획득한 응답데이터를 각 부재별 평균 변형에너지를 구하기 위하여 공간적으로 확장하였다. 이렇게 확장된 평균 변형에너지는 다시 손상 지표를 구축하는데 사용하였으며, 손상 지표는 손상 전과 손상 후의 구조물의 강성의 비이다. 본 논문에서 제안한 방법론의 타당성은 유한요소 모델로 손상을 모의하고 이로부터 얻은 응답데이터를 적용하여 입증하였다. 또한 응답데이터에 노이즈를 추가하여 노이즈가 제안한 알고리즘에 미치는 영향도 분석하였다.

• Advances in Computational Design
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• 제7권1호
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• pp.81-98
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• 2022

This study presents the application of two indices for the locating of cracks in Reinforced Concrete (RC) structures, as well as the development of their modified forms to overcome limitations. The first index is based on mode shape curvature and the second index is based on the fourth derivative of the mode shape. In order to confirm the indices' effectiveness, both eigenvalues coupled with nonlinear static analyses were carried out and the eigenvectors for two different damage locations and intensities of load were obtained from the finite element model of RC beams. The values of the damage-locating indices derived using both indices were then compared. Generally, the mode shape curvature-based index suffered from insensitivity when attempting to detect the damage location; this also applied to the mode shape fourth derivative-based index at lower modes. However, at higher modes, the mode shape fourth derivative-based index gave an acceptable indication of the damage location. Both the indices showed inconsistencies and anomalies at the supports. This study proposed modification to both indices to overcome identified flaws. The results proved that modified forms exhibited better sensitivity for identifying the damage location. In addition, anomalies at the supports were eliminated.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권1호
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• pp.38-43
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• 2014

굽힘파 전파 특성을 이용하여 지지강성을 도출하고 이를 이용한 레일체결장치의 결함 검출 시험법을 제안하였다. 점탄성 패드로 지지되고 체결장치로 고정된 레일의 진동 응답은 주파수에 따라 지지단 동특성에 크게 영향을 받는다. 체결장치에 결함이 발생할 경우에는 구조적인 불연속성으로 인해 굽힘 파동의 전파 특성이 변화하게 된다. 이러한 변화를 감지하기 위해서 전달함수법을 이용해 주파수에 따라 변화하는 레일 지지단 동특성을 측정하였다. 연속 스프링으로 지지된 레일 응답으로부터 예측한 레일의 보존에너지를 이용해 결함에 대한 파동 전파의 민감도를 해석하였다. 민감도 해석 결과와 동적지지강성 변화를 측정하여 손상지수를 계산하고 결함 위치를 추정하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.120-128
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• 2011

변전소 구조물은 가스절연개폐기의 개폐로 유발되는 주기적인 충격하중을 받게 된다. 이러한 주기적인 충격하중은 구조물의 노후화 및 열화를 가속화하여 구조물의 일부 부재 혹은 전반적인 강성 감소를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 주기적인 충격하중이 구조물에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고, 손상 정도를 평가하는 방법을 선정하고자 한다. 따라서, 개략적인 손상 정도를 파악할 수 있는 효율적인 방법으로 인지되고 있는 시스템식별기법을 선정하였다. 선정된 기법에 대한 신뢰성을 검증하기 위해 3층 1경간 축소 모형을 대상으로 모의 손상실험 및 해석을 통해 모드형상 및 고유진동수를 산정하고 결과를 비교하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.147-154
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• 2014

사장교 케이블의 손상은 사장교 전체의 안전에 가장 큰 영향을 주는 요인이 되므로 케이블의 손상에 대한 유지관리를 필수적으로 해야한다. 이러한 유지관리의 대표적인 방법으로 케이블의 고유진동수변화을 추적하는 방법이 있다. 지금까지 케이블의 고유진동수는 진동법에 의해 횡방향 진동으로 추정하여 왔으며 시스템인식기법은 반복법에 의한 민감도방정식으로 축방향강성을 추정하나 새그의 영향으로 종방향운동에 대한 고유진동수의 분포에 대한 연구가 필요하다. 이 연구에서는 종방향운동에 의한 고유진동수를 이용하여 손상을 추정함으로써, 종방향운동의 신뢰성을 향상시키는 새로운 방법을 제안하였다. 이 방법의 적용결과를 근사해인 유한요소해석결과와 비교하여 유사한 결과를 얻음으로써 제안된 방법의 신뢰성을 검증하였다. 따라서, 케이블손상과 고유진동수와의 관계를 분석한 결과는 손상률이 증가할수록 고유진동수는 낮게 나타났다. 따라서 케이블의 실측 고유진동수를 알 때 케이블손상과 고유진동수와의 관계식을 통해 케이블의 손상정도를 추정할 수 있으므로 케이블의 효율적인 유지관리가 가능하게 된다.

• 한국식물병리학회:학술대회논문집
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• 한국식물병리학회 2003년도 정기총회 및 추계학술발표회
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• pp.136.1-136
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• 2003

Bacterial grain rot by Burkholderia gluae cause severe damage in seedling and grain of rice after heading season. This seed-borne pathogen play a role as first infection agent that could be cause disease following cropping season. Until now the direct isolation of the bacteria has some trouble by interference of other bacteria existed inside seed. This study established convenient identification method as simple isolation with KB medium from seed showing symptom and using PCR identification. By this isolation method, B. glumae was isolated from 40 to 50％ in brown rice and inner hull, however, there were saprophytic bacteria and fungi outer hull. In PCR identification with Ogf4 and Ogr3 primer to these 25 isolates, the amplified products were presented in all of the collections but not in 10 saprophytic germs. The isolation rate was constant to 3 months stored seeds. This result provide a rapid and convenient isolation and identification of B. glumae.