1 |
1
실시간으로 스마트 구조물의 손상검출 및 상태평가를 통해 유지 관리하는 EST 기반 단일 계측 시스템에 있어서,상기 단일 계측 시스템은 최적 센서위치 결정 알고리즘, 상시진동 응답 분석 알고리즘, FE모델 개선 알고리즘 및 최적 손상평가 알고리즘이 컴퓨터를 포함하는 연산처리수단에 의하여 실행되는 프로그램 형태로 이루어진 EST(Embedded Software Technology) 기반의 계측 시스템에 임베디딩되어, 실시간으로 스마트 구조물의 상태를 평가하되,기설정되어 있는 최적 센서위치 결정 알고리즘을 통해, 스마트 구조물로부터 건전도(health) 평가를 위한 신호를 검출하기 위한 다수 개의 센서의 최적 계측 위치를 결정하고,기설정되어 있는 상시진동 응답 분석 알고리즘인 NExT0026#ERA(자연가진기법0026#고유계 구현기법)에 의해,NExT 알고리즘을 통해, 스마트 구조물에 상시 발생되는 진동만을 이용하여 상기 다수 개의 센서로부터 측정된 응답 신호들 간의 교차파워스펙트럼(CPS)를 획득하고, 획득한 교차파워스펙트럼을 역퓨리에 변환하여 상호상관함수(CCF)를 획득하며,ERA 알고리즘을 통해, 획득한 상호상관함수를 이용하여 Hankel 행렬로 나타낸 후, Hankel 행렬에 대한 특이치 분해(Singular value decomposition)을 수행하여 특이치 중 상대적으로 작은 수치모드 또는 잡음에 의한 모드를 제거하여 스마트 구조물의 고유 주파수를 획득하여 스마트 구조물의 거동특성을 분석하고,기설정되어 있는 FE(유한요소, Finite Element)모델 개선 알고리즘을 통해, 스마트 구조물의 모달정보를 반영한 수치모델을 도출하고,기설정되어 있는 최적 손상평가 알고리즘인 2차원 변형에너지 손상 검출법을 적용하여,상기 스마트 구조물을 양방향으로 세분화하여 미소영역으로 분할하고, 계측된 모드벡터를 커브 피팅(curve fitting)하여 세부영역에 상관된 변형에너지를 산출하고, 상기 스마트 구조물의 전체 변형에너지에 대한 상기 미소영역의 에너지를 비교하여 세부영역 에너지()를 하기의 수식과 같이 산출하고, 손상 전과 후의 세부영역 에너지의 변화량을 이용하여 손상지표를 산출하고, 손상의 위치를 중심으로 정규분포 곡선의 형상을 이루는 손상지표를 통해서 상기 스마트 구조물의 손상위치를 판단하여, 스마트 구조물의 상태평가를 수행하는 계측부(100); 및상기 계측부(100)와 네트워크를 통해 연결되고, 상기 계측부(100)에서 결정한 최적 계측 위치에 위치하여 상기 스마트 구조물의 상태 평가를 위한 신호를 검출하여 전송하는 다수 개의 센서(210)로 구성되는 센싱부(200);를 포함하여 구성되며,상기 계측부(100)는상기 센싱부(200)의 다수 개의 센서(210)에 의한 계측값들을 실시간으로 전달받아, 상기 스마트 구조물의 상태 평가를 수행하고, 평가한 스마트 구조물의 상태 정보에 따른 유지 관리를 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트 구조물의 유지 관리를 위한 EST 기반 단일 계측 시스템
|