The purpose of this study is to provide the damage detection method using wavelet transformation. The damage location index through the mode shape of damaged structure is formulated theoretically and applied to numerical analysis model of MATLAB. The shacking table test on reduced 3 story shear building is performed and the dynamic response signal is wavelet transformed. The result of damage detection using wavelet transformed signal is compared to that of non wavelet transformed signal to verify the applicability of the wavelet transformation in damage detection.

The purpose of this study is to present the damage detection method on shear building structures by mode shape. The damage location index using 1st mode shape is observed theoretically to find out damage location. The damage detection method is applied to numerical analysis model such as MATLAB and MIDAS GENw for the verification. Finally the shacking table test on 3 story shear building is performed for the examination of the damage detection method.

The purpose of this study is to provide the damage detection method on shear building structures by the damage index directly induced from dynamic equation. The provided damage index could be estimated from measured mode shape of undamaged structure and frequency difference between undamaged and damaged structure. The damage detection method is applied to numerical analysis model such as MATLAB and MIDAS GENw for the verification. The damage index at damaged story represents (-) sign and 15 times than other undamaged stories.

Structural dynamic properties such as natural frequency depend not only on damage but also environmental condition (i.e., Temperature). Without removing the variation of environmental condition in the damage detection, false-positive or negative damage diagnosis may occur so that structural health monitoring becomes unreliable. One of methods used to solve this problem is to construct regression model based on structural responses with the environmental factors. However, it is difficult to determine where and which environmental variables to measure. One alternative is to remove the variability due to environmental variation without measurement of environmental variables. However, the performance of this method is depending on how to define the reference data set. Generally, there is no prior information on reference condition (i.e., healthy condition) during data mining. Reference condition is determined based on subjective perspective with human-intervention. To overcome the drawback of current methods, this paper investigates adaptive PCA technique for the monitoring of structural damage detection under environmental change. This method is not required to determine the reference condition and measure the environmental variables. Proposed method is tested on numerically simulated data for a range of noise in measurement under environmental variation.

In this study, a new damage detection method using an inclinometer which can directly measure rotational displacement is developed and its effectiveness investigated. In order to verify the attractive features of the proposed method such as an increase in sensitivity and the data loss minimization, numerical analyses were performed by the uniform load surface curvature (ULSC) method, which is the damage detection method based on the modal flexibility matrix. For numerical analysis, 2 m simply supported beam, which has 20 elements and 21 nodes is considered. From the results of the eigenvalue analysis, the damage locations were perfectly detected in each damage case. It shows that the damage detection using rotational displacement is theoretically possible. From the result of numerical simulations, the damage locations were detected exactly. When compared with the detection method based on vertical displacements obtained from accelerometers, it is shown that using the rotational displacement is much more sensitive than using the vertical displacement. Overall, when compared with the accelerometer data, the damage detection performed by an inclinometer was more sensitive.

A noncontact nondestructive testing(NDT) method is proposed to detect the damage of plate-like structures and to identify the location of the damage. To achieve this goal, a scanning laser source actuation technique is utilized to generate a guided wave and scans a specific area to find damage location more precisely. The ND: YAG pulsed laser is used to generate Lamb wave and a piezoelectric sensor are installed to measure the structural responses. The measured responses are analyzed using 3 dimensional Fourier transformation. The damage-sensitive features are extracted by wavenumber filtering based on the 3D FT. Then, flaw imaging techniques of a plate-like structure is conducted using the damage-sensitive features. Finally, the plates with notches are investigated to verify the effectiveness and the robustness of the proposed NDT approach.

본 논문에서는, 자이로스코프를 이용한 각속도 계측과 가속도계를 통한 가속도 계측을 통해, 기존 의 가속도 계측만을 통한 교량구조물의 건전성평가의 단점을 극복하고자 한다. 교량의 경우, 지점 부근에서는 각속도 변화가 큰 반면, 중앙경간으로 갈수록 그 값은 작아지고, 가속도 변화가 크게 발생한다. 이러한 교량의 거동 특성을 통해 가속도 계측을 통한 건전성 평가에서 간과할 수 있는 지점 부근의 손상을 지점 부근에서 계측된 각속도를 이용해 보상하는 방법이다. 즉, 가속도 계측치를 이용하여 구조물의 모드유연도 행렬을 구성하고, 이를 이용하여 일차적인 손상진단을 수행한다. 추가 적으로 지점부근의 각속도 계측을 이용해 얻어진 회전 모드유연도 행렬을 이용하여 지점부근에서의 손상진단을 수행한다. 제안된 방법의 검증을 위해서 단순보를 이용한 수치해석을 수행했다. 중앙 부근의 손상과 지점 부근의 손상을 모사하였으며, 제안된 방법의 우수성 검증을 위해 가속도 계측만 을 통한 결과와 이종 데이터 계측을 통한 결과에 대한 비교연구를 수행했다.

본 연구에서는, 모드유연도 행렬 기반 변위를 이용한 고층빌딩의 손상진단 알고리즘을 제안한다. 손상에 의해 유발되는 손상유발 층간 변위의 관계식을 통해 고층빌딩의 손상진단을 위한 손상지수를 제안하였으며, 다중손상의 손상추정을 위한 베이스라인 변경기법을 제안했다. 제안된 방법은 수치모 델이 필요하지 않으며, 계측된 신호처리만을 통해 고층빌딩의 손상추정이 가능하다는 점, 그리고 다중손상에 대한 손상추정이 가능하다는 장점을 지닌다. 제안된 방법의 성능검증을 위해 10층 빌딩모 델에 대한 일련의 수치해석을 수행했다.

Recently, air-coupled impact-echo (IE) tests for rapid damage detection in concrete structures have been popularly employed, but they typically require an acoustically shielded, high sensitivity, pre-polarized air-pressure sensor. In this study, two types of air-coupled sensors (condenser and dynamic microphones) and one contact sensor (displacement sensor) are evaluated with regard to characterization of delamination damage in a concrete slab using the IE method. The contact and contactless IE tests were carried out over a simulated slab with artificial delaminations. Results show that even the dynamic microphone successfully captures impact-echo signals in a contactless manner and without acoustic shielding.

In this paper, the utilization of PZT’s dual piezoelectric effects (i.e., dynamic strain and electro-mechanical (E/M) impedance responses) for damage detection in beam-type structures are presented. In order to achieve the objective, the following approaches are implemented. First, global vibration-based and local impedance-based methods to detect the location of damage are presented. Then, the vibration-based and impedance-based damage detection methods using the dual piezoelectric responses are evaluated from experiments on a lab-scaled beam.

In this study, an MFL(Magnetic Flux Leakage)-based NDT(non-destructive test) method was applied to detect the inner damages of steel cable. A steel cable bunch specimen with several types of inner damage was fabricated and scanned by a MFL sensor head to measure the magnetic flux density of the specimen.the measured magnetic flux signal was visualized into a 3D MFL image for convenient cable monitoring. Finally, the results were compared with information on actual inflicted damages to confirm the accuracy and effectiveness of the proposed cable monitoring method.

본 논문에서는, 모드유연도 행렬 기반의 손상추정 방법으로 제안된 normalized uniform load surface curvature (NULSC) 방법을 수치 해석 및 실험을 통해 검증하고자 한다. 기존의 모드유연도 행렬 기반 의 손상 추정 방법의 경우 구조물 응답의 크기가 작은 지점부 부근이나 모멘트 변화가 작은 지점에서 손상 추정에 어려움이 있다. 제안된 손상추정 방법은 기존의 손상 추정 방법인 ULS curvature 방법에 정규화 기법을 도입하여 손상 추정이 어려웠던 구조물의 지점부나 모멘트 변화가 작은 지점의 손상 추정이 가능하다. 제안된 손상 추정 방법은 단순보를 이용한 수치해석을 검증되었다. 단순보 모형을 이용하여 실내실험을 통해 제안된 방법을 검증하였다. 단순보의 단면 변화를 통해 단일 손상과 다중 손상을 모사했고 제안된 방법이 기존의 방법에 대해 손상을 민감하게 추정 하는 것을 확인 할 수 있었다.

손상된 구조물의 동적응답신호를 역해석함으로써 손상위치와 정도를 파악할 수 있다. 일반적으로 손상 전 후 고유진동수의 변화로부터 강성의 감소량을 구하고, 모드형상의 변화로부터 손상위치를 파악할 수 있다. 토목구조물의 경우 동적 응답신호로부터 손상을 검출코자 하는 연구가 상당히 진행되었으며 실용화 되었다. 그러나 건축구조물의 경우 몇 가지 문제로 인하여 이에 대한 연구가 활발히 진행되지 못하고 있다. 본 연구에서는 모드형상을 이용한 전단형 건물의 손상위치 추적방안을 제시 하고자 한다. 전단형 건물의 손상 전 후 1차 모드강성의 차이를 이용한 손상위치 추적지수를 이론적으로 고찰하였으며, 이를 Matlab 또는 MIDAS GENw와 같은 수치해석모델에 적용함으로써 손상위치추적기법의 타당성을 검증하였다. 또한 소형 진동대 실험을 수행하고 실측된 동적응답신호를 이용하여 손상위치를 추적함으로써 실구조물에 대한 적용성을 검토하였다. 진동대 실험결과 층강성이 25% 감소할 때 1차 모드 진동수는 12%증가 하였으며, 손상위치 지수는 손상 층에서 마이너스 값을 나타내었다.

The purpose of this study is to present the damage detection method on shear building structures by mode shape. The damage location index using 1st mode shape is observed theoretically to find out damage location. The damage detection method is applied to numerical analysis model such as MATLAB and MIDAS GENw for the verification. Finally the shacking table test on 3 story shear building is performed for the examination of the damage detection method.

The purpose of this study is to present the damage detection method on shear building structures by wavelet transformation. The damage location index using 1st mode shape is observed theoretically to find out damage location. The damage detection method is applied to numerical analysis model such as MATLAB for the verification. The shacking table test on 3 story shear building is performed for the examination of the damage detection method. Wavelet transformation and directly fast fourier transformation are performed for the data, and damage index is compared. Finally the applicability of the wavelet transformation for damage detection is examined.

최근 물 가까이에서 생활하고 여가를 보낼 수 있는 친수공간에 대한 욕구가 증가하면서 플로팅 구조물에 대한 관심이 커져가고 있다. 이에 본 연구에서는 정적 변형률을 이용한 플로팅 구조물의 손상탐지기법을 제안하였다. 손상을 탐지하기 위한 손상지수는 기존의 모달 변형에너지를 이용한 손상지수 법을 변형률을 적용할 수 있도록 확장하여 손상 전과 손상 후의 변형률로 나타내었으며, 손상지수 계산 후 손상부위를 결정하는 손상탐지는 패턴인식을 이용하였다. 제안된 이론의 정확성과 타당성은 플로팅 구조물의 축소모형을 제작하고 계측된 변형률 데이터에 적용하여 검증하였다.

최근 사회 기반 시설물에서 구조물의 안전성 및 적정 성능 수준을 확보하기 위하여 구조물의 결함 빛 노후화에 의한 성능 저하 등을 상시적으로 모니터링하기 위한 관심이 높아지고 있다. 이 중 배관 구조물은 국가 주요 자원의 수송을 책임지는 핵심 사회 기반 시설물임에도 불구하고 지중에 매립된다는 위치적 특성 상 상시적으로 구조물의 상태를 모니터링하기는 매우 어렵다. 또한 배관 구조물에서는 내부 미세 균열에서부터 국부 좌굴, 볼트 풀림, 피로 균열 등과 같이 다양한 형태의 손상이 복합적으로 발생 가능하다. 따라서 본 연구에서는 이러한 복합 손상을 효율적으로 진단하기 위하여 압전센서를 이용한 자가 계측 회로 기반의 유도 초음파 계측 시스템을 복합 손상 진단에 적용하였다. 유도 초음파 자가 계측으로부터 특정 중심 주파수에 해당하는 구조물의 웨이블렛 응답을 계측한다. 복합 손상을 유형별로 분류하기 위하여 유도 초음파 계측으로부터 추출한 특성을 이용하여 손상지수를 계산하고 이를 지도학습 기반 패턴인식 기법에 적용한다. 제안된 기법의 적용성 검토를 위하여 배관 구조물에 인위적으로 다중 손상을 생성시켜 시험을 수행하였다.

Since cable members are the major structural components in cable bridges, they should be properly inspected for surface damage as well as inside defects such as corrosion and/or breakage of wires. Starting from August 2010, a new research project supported by Korea Ministry of Land, Transportation Maritime Affairs (MLTM) was initiated to develop the cable inspection robot. In this study, only the vision-based surface damage detection system based on image processing techniques is addressed. The damage detection algorithm combines some image enhancement techniques with principal component analysis (PCA) to detect damages on cable surface. The images from three cameras attached to the cable climbing robot are wirelessly transmitted to the server computer at the cable support. They are processed with image enhancement method together with noise removal technique to improve overall image quality. Then they are projected into PCA sub-space. Finally, the Mahalanobis square distances of the projected images to all sample patterns are calculated. The smallest distance is found to be the match for the input image. The proposed damage detection algorithm was verified through laboratory tests on three types of cables.

한 구조물이 손상을 입으면 그 구조물의 동적응답(고유진동수, 가속도, 변형률)이 변하게 된다. 이와 같이 변하는 동적응답을 응답신호로 계측하고 이들 데이터를 신경망에 적용하여 구조물의 손상을 평가하는 방법이 신경망손상평가법이다. 현재까지 정형화된 특정한 경우의 연구가 주로 이루어져 있지만 일반적인 신경망손상평가법의 특성에 관한 연구나 실용 가능성과 장단점에 관한 충분한 연구가 부족하다. 따라서 본 연구는 신경망에 다양한 동적응답을 적용하는데 있어 신경망손상평가법의 일반적인 특성과 적용의 문제점을 연구하였다. 신경망손상평가법은 일정한 가진력을 손상이 있는 구조물에 가하고 그로부터 얻은 응답신호를 이용하여 신경망을 학습을 시킨 후, 임의의 손상이 있는 구조물에 동일한 가진력을 가하여 얻은 응답신호를 이용하여 손상의 위치와 정도를 찾는 것이 현재까지의 연구였다. 그러나 일반적으로 구조물에 작용하는 가진력은 일정하지 않다. 따라서 동일한 가진력에 의해 학습된 신경망에 가진력의 변화가 있는 경우에도 손상을 파악하는지 평가하였다. 모든 응답신호는 모형실험을 통하여 획득하였다.

본 연구에서는 최근 계단공사의 시공성 개선을 위하여 새롭게 제안된 Hi-Form 접합부를 대상으로 동특성 정보를 이용하는 계확정기법을 응용하여 접합부의 강성평가를 수행하였으며 해석 시 동 접합부의 합리적인 모델링기법을 제시하였다. 실험 및 해석결과, 균열패턴 및 하중-변형관계 그리고 손상분포로부터 Hi-Form 접합부는 완전한 응력전달을 위한 강접합으로 간주하기 어려운 것으로 나타났으며, 실험결과에 근거하여 Hi-Form 접합부를 약 50%의 강성감소 요소로 모델링 할 것을 제안하였다.