This study aims to analyze the natural frequency characteristics of multi-cracked extensible beams. The model and governing equations of the multi-cracked beam were derived using Hamilton's principle while considering crack energy. The eigenmode functions were obtained through eigenvalue analysis by applying the patching conditions of the cracks, and the equations for the discretized cracked beam were formulated and solved. The displacement responses from nonlinear system analysis were used to calculate frequencies via Fast Fourier Transform (FFT), and the frequency characteristics were systematically analyzed with respect to the number of cracks, crack depth, and cross-sectional loss. Additionally, the natural frequencies and orthonormal bases of the linear system were derived by exploring the solutions of the characteristic equation reflecting the cracks. Numerical analyses showed that the natural frequency of a cracked extensible beam was higher than that of a cracked EB beam. However, as the number or depth of cracks increased, the natural frequency gradually decreased. Notably, in extensible beams with large deflections, the dynamic changes caused by cracks demonstrated results that could not be obtained through the EB beam model.

본 연구의 목적은 구조 시스템의 구조적 손상에 의한 고유주파수 감소율과 감쇠변수 증가율을 비교 분석하는 것이다. 이를 위하여 저주파 영역의 고유주파수와 비교적 높은 감쇠변수 특성을 갖는 2경간 H-Beam을 대상으로 실내실험과 수치해석을 수행하였으며, 충격하중 에 대한 손상 전과 손상 후 응답신호를 각각 14개 위치에서 분석하였다. 각 위치에 대한 손상 전과 손상 후 응답신호는 푸리에 변환을 통하여 고 유주파수 감소율을 분석하였으며, 감쇠변수 증가율은 웨이블릿 변환을 통하여 수행되었다. 웨이블릿 변환은 최대 웨이블릿 계수에 대응되는 스케일의 시간함수 분리가 가능하기 때문에 감쇠변수 평가에 대한 정확성을 높일 수 있다. 손상 전과 손상 후 계측된 응답신호에 대하여 고유주 파수 감소율은 민감하지 못한 결과로 평가되었고, 감쇠변수 증가율은 비교적 큰 변화량을 보여 구조 시스템의 손상도 평가에 신뢰할 수 있는 결과를 보여주었다.