• 대한토목학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.35-42
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• 1990

구조물의 손상도를 Inverse Modal Perturbation 기법을 이용하여 추정하는 방법에 대하여 연구하였다. 손상된 구조물에 대하여 측정된, 제한된 수위 고유진동수와 고유진동모우드로 이루어진 Perturbation 식에 최적화기법을 적용하여, 손상된 구조물의 부재강성의 감소량을 추정하였다. 예제해석은 기둥모형과 트러스구조의 여러 가지 경우에 대하여 수행하였는데, 가정한 손상도에 따른 자유진동특성의 변화량을 바탕으로 측정한 손상도를 가정한 값과 비교하는 수치모의 실험방법을 통하여 본 기법의 효율성을 입증하였다.

• 전산구조공학
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• 제9권4호
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• pp.209-217
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• 1996

구조물의 손상전후에 나타나는 고유진동수와 모드 형상으로 부터 Inverse Modal Perturbation기법을 이용하여 잔교식 부두나 돌핀과 같은 대규모 항만구조물의 손상도 추정을 위한 모드 기여도 계수를 근사적으로 직접 구하는 방법을 제시하였다. 잔교식 항만구조물의 고유치 해석을 통해 구조물의 강성 변화량과 구조물의 고유진동수와 모드 형상의 변화량과 요소 손상도 계수를 도입하여 Inverse Modal Perturbation의 2차항을 고려한 관계식을 유도하고 손상전후에 구조물의 강성 감소로 나타나는 구조물의 손상도를 추정하여 수렴정도를 고찰하였다.

• 전산구조공학
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• 제5권3호
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• pp.119-126
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• 1992

교량, 발전소, 해양구조물과 같은 토목구조물은 사용기간중에 지진, 바람, 파랑하중등에 의해 구조적 손상을 받기 쉽다. 장기간에 걸쳐 구조물에 손상이 누적되면 구조물 전체의 파괴를 초래할 수도 있다. 따라서 현존하는 구조물의 안전성을 분석하기 위한 구조물의 손상도를 추정하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 Inverse Modal Perturbation기법을 이용하여 구조물의 손상도를 추정하는 방법에 대하여 연구하였다. Perturbation식은 구조물의 강성 및 질량행렬의 변화량과 구조물의 고유진동수와 모우드형상의 변화량의 식으로 구성된다. 또한 구조물의 손상은 강성행렬의 변화량으로 표현하였다. 본 연구에서는 구조물의 손상도추정의 효율성을 증대시키기 위하여 2차-Perturbation식을 구성하고, 이것을 반복적인 절차를 거쳐 해를 구하는 방법에 대하여 연구하였다. 제안된 방법의 효율성은 일련의 예제해석을 통하여 검증하였으며, 추정된 결과로 부터 본 방법이 구조물의 손상을 적절히 산정함을 알 수 있었다.

• 전산구조공학
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• 제11권3호
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• pp.199-212
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• 1998

본 연구에서는 기설구조물에 대한 손상도 추정기법과 내진능력평가 방법에 대하여 연구하였다. 구조물의 손상도를 추정하는 방법으로는 소수의 계측 데이터를 이용한 모드섭동법(inverse modal perturbation)을 이용하였다. 구조물의 손상은 강성행렬의 감소로 표현하여, 각 요소행렬에 대한 손상을 손상지수를 사용하여 나타내었다. 구조적 손상과 이에 기인한 고유진동 특성의 변화량과의 관계를 섭동방정식으로부터 구한 후, 이로부터 손상지수와 고유진동 특성의 변화량과의 관계를 유동하였다. 따라서 손상 전과 후에서 구조물의 고유진동수와 모드형상을 측정하여 섭동식의 해를 구함으로써 구조물의 강성행렬의 감소로 나타나는 구조물의 손상도를 추정하게 된다. 손상도 추정에 의해 평가된 강성의 변화량에 기인한 손상 후의 기설구조물의 지진응답, 내진능력과 지진손상도의 평가를 손상전과 비교하였다. 내진능력은 구조부재에서 회전연성도 능력의 경험식을 이용하여 평가하였고, 지진손상도의 평가는 가장 많이 사용되는 방법인 Park & Ang 방법을 사용하였다. 예제해석은 다른 지진하중을 받는 2층과 8층의 예제구조물에 대해서 수행하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.291-300
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• 1998

This paper demonstrates how ambient vibration measurements at a limited number of locations can be effectively utilized to estimate parameters of a finite element model of a large-scale structural system involving a large number of elements. System identification using ambient vibration measurements presents a challenge requiring the use of special identification techniques, which ran deal with very small magnitudes of ambient vibration contaminated by noise without the knowledge of input farces. In the present study, the modal parameters such as natural frequencies, damping ratios, and mode shapes of the structural system were estimated by means of appropriate system identification techniques including the random decrement method. Moreover, estimation of parameters such as the stiffness matrix of the finite element model from the system response measured by a limited number of sensors is another challenge. In this study, the system stiffness matrix was estimated by using the quadratic optimization involving the computed and measured modal strain energy of the system, with the aid of a sensitivity relationship between each element stiffness and the modal parameters established by the second order inverse modal perturbation theory. The finite element models thus identified represent the actual structural system very well, as their calculated dynamic characteristics satisfactorily matched the observed ones from the ambient vibration test performed on a large-scale structural system subjected primarily to ambient wind excitations. The dynamic models identified by this study will be used for design of an active mass damper system to be installed on this structure fer suppressing its wind vibration.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권1호
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• pp.27-33
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• 2009

Human postural responses appeared to have stereotyped modality, such as ankle mode, knee mode and hip mode in response to various perturbations. We examined whether human postural control gain of full-state feedback could be decoupled along with the eigenvector. To verify the model, postural responses subjected to fast backward perturbation were used. Upright posture was modeled as 3-segment inverted pendulum incorporated with feedback control, and joint torques were calculated using inverse dynamics. Postural modalities such as ankle, knee and hip mode were obtained from eigenvectors of biomechanical model. As oppose to the full-state feedback control, independent eigenvector control assumes that modal control input is determined by the linear combination of corresponding modality. We used optimization method to obtain and compare the feedback gains for both independent eigenvector control and full-state feedback control. As a result, we found that simulation result of eigenvector feedback was not competitive in comparison with that of full-state feedback control. This implies that the CNS would make use of full-state body information to generate compensative joint torques.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.414-421
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• 1998

The content of this paper consists of two related subjects. One is the assessment of damages in the existing structure and the other is the evaluation of seismic capacity of the structure with damage. A method is presented for damage assessment of existing structures using the modal data measured at limited points by the inverse medal perturbation technique. For efficient damage assessment, the number of the unknown probable damaged members is reduced for each damage identification by grouping the members in the large structure. The aseismic capacity is evaluated for the structure using the results of damage assessment. An example analysis is carried out for a building structure subjected to different earthquake excitations.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권5호통권72호
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• pp.543-553
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• 2004

이 연구는 구조물의 내진성능평가와 관련하여, 기설구조물의 현재 상태에서의 구조손상을 추정하고, 이를 반영하여 내진성능을 평가하도록 하는 절차를 제안하였다. 구조손상 추정을 위해서는 역섭동법을 사용하였고, 역섭동법의 단점을 극복하기 위하여 부분구조법과 Tikhonov의 정규화 방법을 도입하였다. 손상된 구조물의 내진성능 평가를 위하여 구조물의 지진응답과 해당 구조물의 지진손상지수를 이용하였고, 제안 방법을 20층 예제구조물에 적용하여 손상추정 결과를 반영하는 것의 영향을 분석하였다.