온도영향을 고려한 임피던스 기반 결함탐지 실험연구

• 영문명: Experimental Study on Impedance-Based Damage Detection Considering Temperature Effect
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 이종원(Lee, Jong-Won)
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』 21권5호, 1~9쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2021.10.30

국문 초록

임피던스 기반 결함탐지기법은 다양한 형태의 구조물에 대한 건전성 모니터링을 위한 유용한 기법이다. 그러나 이 기법을 실구조물에 적용하기 위해서는 임피던스 신호에 대한 온도영향을 고려해야 한다. 본 연구에서는 온도영향의 보정을 통한 효과적인 임피던스 기반 결함탐지기법을 제안한다. 고장력볼트로 접합된 강재 프레임 구조를 대상으로 실험연구를 진행하였는데, 볼트이완으로 인한 결함을 탐지하기 위하여 임피던스 손상지수에 대한 온도영향을 보정하였다. 즉, 장기계측을 통하여 임피던스 손상지수와 온도의 관계를 구하고, 이를 기반으로 온도영향을 보정한 결함탐지를 수행하였다. 결함발생 후 손상지수에는 온도의 영향과 결함의 영향이 포함되기 때문에, 손상지수만을 모니터링 하면 결함발생 유무를 판정하기 어려웠으나, 온도영향을 보정한 후에는 결함발생 유무를 명확히 판정할 수 있었다. 즉, 초기 구조물의 건전상태에서 임피던스 신호와 온도를 일정 기간 계측한 후, 임피던스 손상지수와 온도의 상관관계를 분석하고, 이를 기반으로 적절한 경고기준을 설정하여 결함발생 유무를 효과적으로 모니터링 할 수 있을 것으로 판단된다.

영문 초록

The impedance-based damage detection technique has the potential for health monitoring of different types of structures. However, it is necessary to consider the temperature effect on the impedance signal in applying this technique to actual structures. In this study, an effective impedance-based damage detection method that compensates for the temperature effect was developed. Experimental tests on a steel frame structure connected with high tensile bolts were performed. Moreover, the temperature effect on the impedance damage index was compensated for detecting damage caused by bolt looseness; that is, the relationship between the impedance damage index and the temperature was established through long-term measurements. Based on this relationship, damage detection was performed by compensating for the temperature effect. Because the damage index after the bolt loosening reflects the effects of temperature and damage, it is difficult to evaluate the damage by monitoring only the damage index. However, after compensating for the temperature effect, it was observed that the damage could be estimated precisely. The damage was effectively monitored after measuring the impedance signal and temperature over a specific period for the initial healthy structural state, analyzing the correlation between the impedance damage index and temperature, and setting an appropriate warning criterion based on the correlation.

목차

1. 서론

2. 임피던스 손상지수

3. 장기계측 실험방법

4. 임피던스와 온도 변화 계측결과

5. 온도영향을 고려한 결함추정

6. 결론

키워드

온도영향 결함추정 임피던스 구조물 건전성 모니터링 Temperature Effect Damage Detection Impedance Structural Health Monitoring