모드데이터를 이용한 트러스 구조물의 시스템식별 및 손상추정 = System identification and damage detection of truss structures using modal data
저자
발행사항
서울 : 弘益大學校 大學院, 2001
학위논문사항
學位論文(碩士)-- 弘益大學校 大學院: 土木工學科 構造專攻 2001. 2
발행연도
2001
작성언어
한국어
주제어
KDC
531.173 판사항(4)
DDC
624.1773 판사항(20)
발행국(도시)
서울
형태사항
ix, 55p. : 삽도 ; 27cm .
일반주기명
참고문헌: p. 51-54
소장기관
토목구조물은 시공 후 노후화나 예상치 못한 과대하중에 의해 손상을 입는다. 구조물의 손상을 추정하기 위해 주로 국부적인 비파괴검사법들이 사용되고 있다, 그러나, 이러한 국부적인 비파괴검사법들은 국부적인 검사를 통하여 구조물의 전 체적인 상태를 예측하므로, 중간과정이 필요하고 전체적인 상태추정의 정확도에 문제가 생길 수 있다. 시스템식별(System Identification) 기법은 전체적인 구조물의 상태를 파악하기 위한 효율적인 수학적 기법이다. 현재까지 동적 데이터 및 정고적 데이터를 이용하여 반복과정에 의해 구조물의 상태를 파악하는 기법들이 많이 연구되어 왔다.
본 논문에서는 구조물의 동적 데이터 중 측정된 고유주파수와 고유모드로부터 구조물의 파라미터를 식별하는 기법을 제안하였다, 동역학적 평형방정식을 최소자승법에 의해 선형연립방정식 형태의 역해석 모델로 구성하여 반복과정 없이 구조물의 파라미터를 식별하였다. 구조물의 전체자유도수에 해당하는 고유주파수와 고유모드의 측정은 많은 시간과 비용이 소요되므로, 전체자유도수보다 적은 수의 모드데이터를 이용해 파라미터를 식별할 수 있는 연구가 수행되었다. 제한된 수의 모드데이터를 선택하기 위해 축방향 강성변화에 따른 모드변화를 분석하였으며, 강성변화에 상대적으로 민감한 주파수가 큰 모드를 선택하였다, 파라미터식별에는 수치모의실험을 통해 얻은 모드데이터를 사용하였다. 본 논문에서 제안한 기법을 적용하기 위해 파라미터식별 프로그램을 개발하였고, 수치예제를 분석하여 기법을 검증하였다.
A method for identifying the element properties of a truss structure is developed. In the study, the measured natural frequencies and modal shapes of the truss are used. The equation error including unknown parameter is constructed from the dynamic model. To analyze the inverse problem, the least square method is used. The inverse problem model is then formulated as a linear simultaneous equation and unknown parameters are estimated without complex iteration processes.
Since it is difficult to obtain all modal data of a structure, the estimation of unknown parameters using limited modal data is studied. In selection of modal data, high modal data which is sensitive to the variation of parameters are selected. Through the suggested method, accurate parameters and damage of a truss structure are identified and detected.
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