강성도의 변화를 이용한 격자형 구조물의 손상 검출 기법

구조물의 균열이나 손상은 질량, 강성도와 같은 물리량의 변화로 인하여 고유진동수, 모드형상과 같은 구조물의 동특성을 변화시킨다. 이러한 특성의 변화를 고려하여 구조물의 손상을 검출하고 손상 위치를 검출하기 위한 연구를 수행하였다. 구조물의 고유진동수와 모드형상은 질량과 강성에 영향을 받기 때문에 이의 변화를 통해 구조물의 동적 응답을 분석하여 손상을 검출할 수 있다. 이를 위해 단순모형 구조물의 손상 평가를 위한 방법으로 강성도 변화 연구를 수행하였다. 그리고 강성도 변화에 따른 손상 검출기법의 효율성을 입증하기 위해 FEM해석을 사용하여 적용, 분석하였다. 단순모형 구조물로는 교량을 이상화한 격자형 구조물로서 손상 정도를 변화하면서 손상 검출을 하였다. 손상 정도에 따른 고유진동수는 대체로 감소하지만 미소하게 증가하는 모드도 발생하므로 손상의 정량적인 검출을 할 수 없으며 모드형상은 손상의 정도에 따라 비상관모드의 발생빈도가 증가하기 때문에 대략적인 손상정도를 파악할 수 있었다. 또한 강성도의 변화는 손상위치에서 정확히 검출되었고 손상정도에 따라 변화량의 차이가 보였으므로 정량적인 손상 검출을 할 수 있었다.