KR101055314B1 - Structural damage detection method using acceleration and strain signals - Google Patents

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KR101055314B1
KR101055314B1 KR1020110020992A KR20110020992A KR101055314B1 KR 101055314 B1 KR101055314 B1 KR 101055314B1 KR 1020110020992 A KR1020110020992 A KR 1020110020992A KR 20110020992 A KR20110020992 A KR 20110020992A KR 101055314 B1 KR101055314 B1 KR 101055314B1
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strain
damage
acceleration
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vibration power
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KR1020110020992A
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허영철
정태영
김영중
김병현
정종안
문석준
권정일
신윤호
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한국기계연구원
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Abstract

PURPOSE: A method for detecting damage to a structure by using acceleration signal and strain is provided to prevent errors due to the finite differences approximation of the displacement derivative. CONSTITUTION: A method for detecting damage to a structure by using acceleration signal and strain comprises follows. The time average vibration wave detects a measuring target of simple beam shape. The shear force Q and bending moment M are estimated at a specific evaluation location of the measurement object by using a strain gage.

Description

변형률과 가속도 신호를 이용한 구조물의 손상 탐지 방법{Structural damage detection method using acceleration and strain signals}Structural damage detection method using acceleration and strain signals

본 발명은 진동파워를 이용한 구조물의 손상을 탐지하는 방법에 대한 것으로서 특히 상기 진동파워를 스트레인 게이지에 의해 측정되는 힘(전단력, 굽힘모멘트)과 가속도 센서에 의해 측정되는 가속도를 이용하여 추산한 후 이를 이용하여 손상지수를 산정하여 구조물의 손상을 보다 정밀하고도 용이하게 탐지할 수 있는 손상 탐지 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a method of detecting damage of a structure using vibration power, and in particular, the vibration power is estimated by using the force (shear force, bending moment) measured by the strain gauge and the acceleration measured by the acceleration sensor. It is about damage detection method that can detect damage of structure more precisely and easily by calculating damage index.

일반적으로 구조물의 붕괴 등을 예방하기 위하여 다양한 손상 탐지 방법 내지 구조물 건전성 감시기술 등이 개발되고 있다. 구조물 손상 탐지 방법은 손상의 위치를 미리 예상할 수 있는지 여부에 따라 적용되는 기법이 달라지며, 크게 국부(local) 손상 탐지와 전역(global) 손상 탐지로 구분할 수 있다.In general, various damage detection methods or structural health monitoring techniques have been developed to prevent collapse of structures. The method of structural damage detection differs depending on whether the damage location can be predicted in advance, and can be classified into local damage detection and global damage detection.

국부 손상 탐지는 손상이 예상되는 주요 구조 부재의 인근에서 국부적인 응답특성의 변화로부터 손상을 규명하는 방법이며, 전역 손상 탐지는 손상의 위치와 무관하게 구조물의 전역적인 응답특성 변화로부터 손상을 규명하는 방법이다.Local damage detection is a method of identifying damage from changes in local response in the vicinity of the major structural member that is expected to be damaged, and global damage detection identifies damage from changes in the global response of a structure regardless of the location of the damage. It is a way.

상술한 국부 손상 탐지 방법에는 외관검사(visual inspection)를 포함하여 비파괴 검사(nondestructive evaluation; NDE) 방법이 적용되어 왔다. 근래에는 광섬유센서(fiber optic sensor; FOS) 및 압전(piezoelectric; PZT)센서 등과 같은 스마트 센서(smart sensor)를 활용한 다양한 기법들이 개발되고 있다.The nondestructive evaluation (NDE) method has been applied to the above-described local damage detection method including visual inspection. Recently, various techniques using smart sensors such as fiber optic sensors (FOS) and piezoelectric (PZT) sensors have been developed.

최근에는 진동파워를 이용한 구조물의 손상 탐지 방법이 제안되고 있다.Recently, a damage detection method of a structure using vibration power has been proposed.

상기 방법은 도 1에 도시된 바와 같이 측정 대상물(V)에 다수개의 가속도 센서(#1,#2,#3,#4)를 배치한 후 상기 가속도 센서에서 측정되는 신호를 이용하여 진동파워를 추산한다.In the method, as illustrated in FIG. 1, a plurality of acceleration sensors # 1, # 2, # 3, and # 4 are disposed on the measurement object V, and vibration power is measured using signals measured by the acceleration sensor. Estimate

상기 추산된 진동파워를 손상 지수로서 산정하여 구조물의 손상을 탐지한다.The estimated vibration power is calculated as the damage index to detect damage to the structure.

즉, 상기 가속도 센서에 의해 전단력 Q와, 굽힘 모멘트 M 및 진동파워를 평가한다.That is, the shear sensor Q, bending moment M and vibration power are evaluated by the acceleration sensor.

이때, 이를 위해 상기 가속도 센서에 의해 가속도 응답

Figure 112011017134811-pat00001
를 측정한다.At this time, the acceleration response by the acceleration sensor for this purpose
Figure 112011017134811-pat00001
Measure

이를 이용하여 시간평균 진동파워

Figure 112011017134811-pat00002
를 아래의 수학식1에 의해 추산한다.Time-averaged vibration power using this
Figure 112011017134811-pat00002
Is estimated by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112011046454784-pat00003
Figure 112011046454784-pat00003

Figure 112011017134811-pat00004
Figure 112011017134811-pat00004

Figure 112011017134811-pat00005

Figure 112011017134811-pat00005

단 ω : 가진 주파수이고, ㅿ는 가속도 센서 간격이며, Gij는 수직방향 가속도 응답

Figure 112011017134811-pat00006
와,
Figure 112011017134811-pat00007
사이의 상호 스펙트럼 밀도이고 Im은 허수부이다.Where ω is the excitation frequency, ㅿ is the acceleration sensor interval, and G ij is the vertical acceleration response
Figure 112011017134811-pat00006
Wow,
Figure 112011017134811-pat00007
Is the spectral density between and Im is the imaginary part.

이와 같은 시간평균 진동파워를 이용하여 아래의 수학식2에 의해 손상 지수 DI를 산정한다.
Using such time average vibration power, damage index DI is calculated by Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112011017134811-pat00008

Figure 112011017134811-pat00008

이와 같은 손상탐지 방법은 특허등록 제997810호에 자세히 나와있으므로 중복되는 설명은 생략한다.Such damage detection method is described in detail in Patent Registration No. 997810, and thus redundant description thereof will be omitted.

그런데 상술한 바와 같은 종래의 손상탐지 방법의 경우 수학식1에서와 같이가속도 신호만으로 전단력 Q와 굽힘모멘트 M을 추산하기 때문에 변위 도함수의 유한차분 근사화에 따른 고차성분(2차, 3차) 오차가 존재하고 또한 전자기장의 유입 등에 의한 가속도 신호의 측정에 어려움이 발생하는 문제점이 있었다.However, in the conventional damage detection method as described above, since the shear force Q and the bending moment M are estimated only by the acceleration signal as shown in Equation 1, the higher-order component (secondary and third-order) errors due to the finite difference approximation of the displacement derivative are In addition, there is a problem in that it is difficult to measure the acceleration signal due to the inflow of electromagnetic fields.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 전단력 Q와 굽힘모멘트M의 추산 시 가속도 센서가 아닌 스트레인 게이지를 이용하므로 변위 도함수의 유한차분 근사화에 따른 고차성분 오차가 발생하지 않고 광섬유 센서 등을 스트레인 게이지로 활용할 경우 전자기장의 간섭 없이 신뢰성 높은 손상 탐지 결과를 산정할 수 있기 때문에 가속도와 변형률 측정을 이용한 구조물의 손상 탐지 방법을 제공함에 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, and since strain gauges are used instead of acceleration sensors when estimating shear force Q and bending moment M, strain gauges such as optical fiber sensors are not generated without high order component errors due to finite difference approximation of displacement derivatives. The purpose of this study is to provide a damage detection method of structures using acceleration and strain measurement because it can calculate reliable damage detection results without electromagnetic interference.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 시간평균 진동파워에 의해 산정된 손상지수를 이용하여 손상 위치를 탐지하는 방법에 있어서, 상기 시간평균 진동파워는 단순한 보 형상을 측정 대상물로 하며, 상기 측정 대상물의 특정 평가 위치에서의 전단력 Q와 굽힘모멘트 M은 스트레인 게이지를 이용하여 추산하되, 아래의 수학식3에 의하고, 상기 특정 평가 위치에서의 속도(

Figure 112011017134811-pat00009
)와 속도의 일차 도함수(
Figure 112011017134811-pat00010
)는 가속도를 이용하여 추산하는 구조물의 손상 탐지 방법에 그 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for detecting a damage location using a damage index calculated by time average vibration power, wherein the time average vibration power is a simple beam shape as a measurement target, The shear force Q and the bending moment M at a specific evaluation position are estimated using a strain gauge, but by the following Equation 3, the velocity at the specific evaluation position (
Figure 112011017134811-pat00009
) And the first derivative of speed (
Figure 112011017134811-pat00010
) Is characterized by the damage detection method of the structure estimated using acceleration.

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112011046454784-pat00104

(1)
Figure 112011046454784-pat00105

(2)
Figure 112011046454784-pat00106

Figure 112011046454784-pat00107
(3)
Figure 112011046454784-pat00104

(One)
Figure 112011046454784-pat00105

(2)
Figure 112011046454784-pat00106

Figure 112011046454784-pat00107
(3)

삭제delete

삭제delete

삭제delete

단 ω : 가진 주파수이고, ㅿ는 가속도 센서 간격이며, Sij는 변형율 εi 와 수직방향 가속도

Figure 112011046454784-pat00015
사이의 상호 스펙트럼 밀도이고 Im은 허수부이고, w는 변위(특정 평가 위치 x0에서의 변위)이다.Where ω is the excitation frequency, ㅿ is the acceleration sensor interval, and S ij is the strain ε i and the vertical acceleration
Figure 112011046454784-pat00015
Is the imaginary part and w is the displacement (displacement at a specific evaluation position x0).

또한, 속도와 속도의 일차 도함수는 각각

Figure 112011017134811-pat00016
,
Figure 112011017134811-pat00017
이다.In addition, velocity and the first derivative of velocity are
Figure 112011017134811-pat00016
,
Figure 112011017134811-pat00017
to be.

이때, 상기 전단력 Q는 단순한 보 형상의 측정 대상물(B)에서 측정 평가 위치(x0)를 기준으로 v자 형상으로 배치되는 제1 및 제2 스트레인 게이지(130,140)에 의해 측정되고, 상기 굽힘 모멘트(M)는 상기 측정 평가 위치(x0)에 대응되는 상기 측정 대상물의 저면에 배치되는 제3 스트레인 게이지(150)에 의해 측정되며, 상기 가속도(

Figure 112011017134811-pat00018
)는 상기 측정 평가 위치(x0)지점을 중심으로 상기 측정 대상물의 일 표면에 위치한 2개의 가속도 센서(110,120)에 의해 측정될 수 있다.In this case, the shear force Q is measured by the first and second strain gauges (130,140) arranged in a v-shape on the basis of the measurement evaluation position (x 0 ) in the simple beam-shaped measurement object (B), the bending moment (M) is measured by the third strain gauge 150 disposed on the bottom surface of the measurement object corresponding to the measurement evaluation position (x 0 ), the acceleration (
Figure 112011017134811-pat00018
) May be measured by two acceleration sensors 110 and 120 positioned on one surface of the measurement object with respect to the measurement evaluation position (x 0 ).

또한, 상기 전단력 Q는 상기 제1스트레인 게이지(130) 및 제2스트레인 게이지(140)로부터 측정된 동적 변형률을 이용하여 아래의 수학식 4에 의해 추산될 수 있다.In addition, the shear force Q may be estimated by Equation 4 below using the dynamic strain measured from the first strain gauge 130 and the second strain gauge 140.

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112011046454784-pat00108

단 k는 전단계수, A는 단면적,
G : shear modulus (
Figure 112011046454784-pat00109
로 정의),
E: 영률,
Figure 112011046454784-pat00110
는 프와송 비
Figure 112011046454784-pat00111
: 제2스트레인 게이지에 의해 측정된 동적 변형률
Figure 112011046454784-pat00112
: 제1스트레인 게이지에 의해 측정된 동적 변형률이다.
Figure 112011046454784-pat00108

Where k is the shear modulus, A is the cross-sectional area,
G: shear modulus (
Figure 112011046454784-pat00109
As defined),
E: Young's modulus,
Figure 112011046454784-pat00110
The Poisson Rain
Figure 112011046454784-pat00111
: Dynamic strain measured by a second strain gauge
Figure 112011046454784-pat00112
: Dynamic strain measured by the first strain gauge.

또한, 상기 굽힘 모멘트M는 상기 제3스트레인 게이지(150)로부터 측정된 동적 변형률을 이용하여 아래의 수학식5에 의해 추산될 수 있다.In addition, the bending moment M may be estimated by Equation 5 below using the dynamic strain measured from the third strain gauge 150.

[수학식 5][Equation 5]

Figure 112011046454784-pat00113

단 E : 영률, I : 단면 1차 모멘트, h : 측정 대상물의 두께
Figure 112011046454784-pat00114
: 제3스트레인 게이지에 의해 측정된 동적 변형률
Figure 112011046454784-pat00113

Where E is the Young's modulus, I is the first moment in cross section, and h is the thickness of the measurement object.
Figure 112011046454784-pat00114
: Dynamic strain measured by a third strain gauge

또한, 상기 시간평균 진동파워는 아래의 수학식7에 의한 손상 전 진동파워

Figure 112011046454784-pat00021
와 수학식8에 의한 손상 후 진동파워
Figure 112011046454784-pat00022
로 아래의 수학식 6에 의해 손상 지수(DI)로 산정될 수 있다.
단, 단 E : 영률, I : 단면 2차 모멘트, h : 측정 대상물의 두께,
Figure 112011046454784-pat00115
: 제3스트레인 게이지에 의해 측정된 동적 변형률이다.In addition, the time average vibration power is the vibration power before damage by the following equation (7)
Figure 112011046454784-pat00021
And vibration power after damage by Equation 8
Figure 112011046454784-pat00022
The damage index (DI) can be calculated by Equation 6 below.
Where E is the Young's modulus, I is the secondary moment in cross section, and h is the thickness of the measurement object.
Figure 112011046454784-pat00115
: Dynamic strain measured by the third strain gauge.

[수학식 6]

Figure 112011046454784-pat00023


Figure 112011046454784-pat00116
: 추산된 손상전의 진동파워
Figure 112011046454784-pat00117
손상 후 진동파워
&Quot; (6) "
Figure 112011046454784-pat00023


Figure 112011046454784-pat00116
: Estimated vibration power before damage
Figure 112011046454784-pat00117
Vibration power after damage

삭제delete

[수학식 7][Equation 7]

Figure 112011017134811-pat00024
Figure 112011017134811-pat00024

Figure 112011017134811-pat00025
Figure 112011017134811-pat00025

Figure 112011046454784-pat00026

단,
Figure 112011046454784-pat00118
: 손상 전 측정 대상물의 진동파워의 전단력 성분
Figure 112011046454784-pat00119
: 손상 전 측정 대상물의 진동파워의 굽힘 모멘트 성분
Figure 112011046454784-pat00120
: 손상 전 측정 대상물의 변형율 εi 와 가속도
Figure 112011046454784-pat00121
사이의 상호 스펙트럼 밀도
Figure 112011046454784-pat00026

only,
Figure 112011046454784-pat00118
: Shear force component of the vibration power of the measurement target before damage
Figure 112011046454784-pat00119
: Bending moment component of vibration power of the measurement target before damage
Figure 112011046454784-pat00120
: Strain ε i and acceleration of the object to be measured before damage
Figure 112011046454784-pat00121
Cross Spectral Density Between

[수학식 8][Equation 8]

Figure 112011017134811-pat00027
Figure 112011017134811-pat00027

Figure 112011017134811-pat00028
Figure 112011017134811-pat00028

Figure 112011046454784-pat00029

단,
Figure 112011046454784-pat00122
: 손상 전 측정 대상물의 진동파워의 전단력 성분
Figure 112011046454784-pat00123
: 손상 전 측정 대상물의 진동파워의 굽힘 모멘트 성분
Figure 112011046454784-pat00124
: 손상 전 측정 대상물의 변형율 εi 와 가속도
Figure 112011046454784-pat00125
사이의 상호 스펙트럼 밀도
Figure 112011046454784-pat00029

only,
Figure 112011046454784-pat00122
: Shear force component of the vibration power of the measurement target before damage
Figure 112011046454784-pat00123
: Bending moment component of vibration power of the measurement target before damage
Figure 112011046454784-pat00124
: Strain ε i and acceleration of the object to be measured before damage
Figure 112011046454784-pat00125
Cross Spectral Density Between

또한, 상기 제1 및 제2 스트레인 게이지(130,140)는 하단부가 상호 맞닿도록 배치되되 상단부로 갈수록 상호 이격되도록 배치되며, 상기 상호 맞닿는 하단부는 상기 측정 대상물(B)의 폭방향 중앙 지점에 배치될 수 있다.
In addition, the first and second strain gauges 130 and 140 are arranged to be in contact with each other, the lower end is arranged so as to be spaced apart from each other toward the upper end, the lower end of the mutual contact may be disposed at the center point in the width direction of the measurement object (B) have.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의해 종래보다 간단하고도 정밀하게 손상 탐지가 가능한 효과가 있다.According to the present invention as described above, there is an effect capable of detecting damages more simply and precisely than before.

도 1은 종래의 손상 탐지 방법을 설명하는 개념도이고,
도 2는 본 발명의 손상 탐지 방법을 설명하는 개념도이다.
1 is a conceptual diagram illustrating a conventional damage detection method,
2 is a conceptual diagram illustrating a damage detection method of the present invention.

본 발명의 여러 실시 예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. Before describing the various embodiments of the present invention in detail, it will be appreciated that the application thereof is not limited to the details of construction and arrangement of components described in the following detailed description or illustrated in the drawings.

본 발명은 다른 실시 예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. The invention can be implemented and carried out in other embodiments and can be carried out in various ways.

또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)" 등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
In addition, device or element orientation (e.g., "front", "back", "up", "down", "top", "bottom" The expressions and predicates used herein with respect to terms such as "," left "," right "," lateral ", etc. are used merely to simplify the description of the present invention, It will be appreciated that the element does not simply indicate or mean that it should have a particular direction.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

이하, 도 2와 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

실시 예Example

본 발명은 상술한 바와 같이 시간평균 진동파워를 추산함에 있어 특정 평가 위치에서의 변형률 신호와 가속도 신호를 이용한다.The present invention uses the strain signal and the acceleration signal at a specific evaluation position in estimating the time average vibration power as described above.

종래에는 상기 시간평균 진동파워를 추산함에 있어 모두 가속도 신호를 이용하였다.In the related art, the acceleration signals are used in estimating the time average vibration power.

특허 특허등록 제997810호에 제시된 손상 탐지 방법의 경우 전단력과 굽힘모멘트 추산 시 가속도 신호를 이용하기 때문에 변위 도함수의 유한차분 근사화에 따른 고차성분 오차가 존재하고 또한 전자기장의 유입 등에 의한 가속도 신호의 측정에 어려움이 발생하는 문제점이 있었다.In the damage detection method proposed in Patent Registration No. 997810, since the acceleration signal is used to estimate the shear force and bending moment, there is a high order component error due to the finite difference approximation of the displacement derivative, and also to measure the acceleration signal due to the inflow of electromagnetic fields. There was a problem of difficulty.

본 발명은 이러한 문제를 해결한 것으로서 특정 평가 위치에서 전단력과 굽힘모멘트는 스트레인 게이지에 의해 추산하여 종래보다 고차성분의 오차가 발생하지 않아 신호의 측정이 용이하고, 광섬유 센서를 스트레인 게이지로 활용할 경우 전자기장 간섭이 없어 보다 정밀하게 측정할 수 있다.The present invention solves this problem, and the shear force and bending moment are estimated by the strain gauge at a specific evaluation position, so that the error of the higher order components does not occur than in the prior art, so that the measurement of the signal is easy, and when the optical fiber sensor is used as the strain gauge, the electromagnetic field There is no interference, so you can measure more precisely.

이때, 상기 시간평균 진동파워는 단순한 보 형상을 측정 대상물로 하며, 상기 측정 대상물의 특정 평가 위치에서의 전단력 Q와 굽힘모멘트 M은 상술한 바와 같이 스트레인 게이지를 이용하여 추산하고 속도(

Figure 112011046454784-pat00126
)와 속도의 일차 도함수
Figure 112011046454784-pat00127
는 가속도 센서에 의해 측정된 가속도를 이용하여 추산하되, 아래의 수학식3에 의한다.
In this case, the time average vibration power is a simple beam shape as the measurement object, and the shear force Q and the bending moment M at the specific evaluation position of the measurement object are estimated by using a strain gauge and the speed (
Figure 112011046454784-pat00126
) And the first derivative of speed
Figure 112011046454784-pat00127
Equation is estimated using the acceleration measured by the acceleration sensor, according to Equation 3 below.

[수학식 3]

Figure 112011046454784-pat00128

(1)
Figure 112011046454784-pat00129

(2)
Figure 112011046454784-pat00130
[Equation 3]
Figure 112011046454784-pat00128

(One)
Figure 112011046454784-pat00129

(2)
Figure 112011046454784-pat00130

Figure 112011046454784-pat00131
(3)
단, P(x;), <P(x;t)>T : 시간평균 진동파워, ω : 가진 주파수
Figure 112011046454784-pat00131
(3)
Where P (x;), <P (x; t)> T: time-averaged vibration power, ω: excitation frequency

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Q : 전단력 , M : 굽힘 모멘트, w : 변위( 특정 평가 위치 x0에서의 변위)

Figure 112011046454784-pat00132
Q: shear force, M: bending moment, w: displacement (displacement at specific evaluation position x0)
Figure 112011046454784-pat00132

이때, k : 전단계수, E : 영률(Young's Modulus), A : 단면적, ㅿ : 가속도 센서 간격
G : shear modulus (

Figure 112011046454784-pat00133
로 정의),
E: 영률,
Figure 112011046454784-pat00134
는 프와송 비Where k is the shear modulus, E is the Young's Modulus, A is the cross-sectional area, and ㅿ is the acceleration sensor spacing.
G: shear modulus (
Figure 112011046454784-pat00133
As defined),
E: Young's modulus,
Figure 112011046454784-pat00134
The Poisson Rain

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Figure 112011017134811-pat00038
는 변형율
Figure 112011017134811-pat00039
와 가속도
Figure 112011017134811-pat00040
사이의 상호 스펙트럼 밀도, Im은 허수부이다.
Figure 112011017134811-pat00038
Is strain
Figure 112011017134811-pat00039
And acceleration
Figure 112011017134811-pat00040
Cross spectral density between, Im is the imaginary part.

이때, 하첨자 1,2는 후술하는 가속도 센서(110,120)을 뜻하고 하첨자 3,4,5는 후술하는 스트레인 게이지(130,140,150)을 뜻한다.
In this case, the subscripts 1 and 2 refer to the acceleration sensors 110 and 120 to be described later, and the subscripts 3, 4 and 5 refer to the strain gauges 130, 140 and 150 which will be described later.

상술한 본 발명에 의해 종래 기술보다 오차를 줄일 수 있다.According to the present invention described above it is possible to reduce the error than the prior art.

즉, 종래의 경우 수학식1의 (1)에 나타난 바와 같이 2차 내지 3차의 변위 도함수가 사용되어 변위 도함수의 유한차분 근사화에 따른 고차 성분의 오차가 많이 발생하는 문제점이 있었다.That is, in the conventional case, as shown in Equation 1 (1), the second to third order displacement derivatives are used, and there is a problem in that the error of the higher order component occurs due to the finite difference approximation of the displacement derivatives.

그러나, 본 발명에 의한 경우 상기 수학식3에 나타난 바와 같이 1차의 변위 도함수만이 사용되어 변위 도함수의 유한차분 근사화에 따른 오차 발생을 현격하게 줄일 수 있게 된다.
However, according to the present invention, as shown in Equation 3, only the first-order displacement derivative can be used to significantly reduce the error caused by the finite-difference approximation of the displacement derivative.

이상 설명한 수학식3을 이용하여 시간평균 진동파워를 추산한 후 종래와 같은 방법에 의해 손상 탐지를 할 수 있다.After estimating the time-averaged vibration power using Equation 3 described above, damage detection can be performed by a conventional method.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 전단력 Q는 단순한 보 형상의 측정 대상물(B)에서 측정 평가 위치를 기준으로 v자 형상으로 배치되되 상기 측정 대상물의 폭방향 중앙 지점에서 맞닿도록 설치되는 제1 및 제2 스트레인 게이지(130,140)에 의해 측정될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, the shear force Q is disposed in a v-shape based on a measurement evaluation position in a simple beam-shaped measurement object B, and is installed to abut on a widthwise center point of the measurement object. And second strain gauges 130 and 140.

즉, 도2에 도시된 바와 같이 제1스트레인 게이지(130)와 제2스트레인 게이지(140)의 하단부가 상호 맞닿도록 배치되되 상단부로 갈수록 상호 이격되도록 배치하여 전체적으로 V자 형상이 되도록 한다.That is, as shown in FIG. 2, the lower ends of the first strain gauge 130 and the second strain gauge 140 are disposed to be in contact with each other, but are arranged to be spaced apart from each other toward the upper end so as to have an overall V shape.

특히 상기 상호 맞닿는 하단부는 상기 측정 대상물(B)의 폭방향(높이방향, 방향z) 중앙지점에 배치되도록 하는 것이 바람직하다.In particular, it is preferable that the lower end portions which are in contact with each other are arranged at a center point in the width direction (height direction, direction z) of the measurement object B.

이때 상기 제1스트레인 게이지(130)와 제2스트레인 게이지(140)는 도시된 바와 같이 z축으로부터 각각 45도만큼 경사지게 배치될 수 있다.
In this case, the first strain gauge 130 and the second strain gauge 140 may be disposed to be inclined by 45 degrees from the z-axis, respectively, as shown.

한편, 상기 전단력 Q는 상기 제1스트레인 게이지(130) 및 제2스트레인 게이지(140)로부터 측정된 동적 변형률을 이용하여 아래의 수학식 4에 의해 추산될 수 있다.Meanwhile, the shear force Q may be estimated by Equation 4 below using the dynamic strain measured from the first strain gauge 130 and the second strain gauge 140.

[수학식 4]&Quot; (4) &quot;

Figure 112011017134811-pat00041
Figure 112011017134811-pat00041

단 k : 전단계수, A : 단면적
G : shear modulus (

Figure 112011046454784-pat00135
로 정의), Where k is the shear modulus and A is the cross-sectional area.
G: shear modulus (
Figure 112011046454784-pat00135
As defined),

삭제delete

삭제delete

E: 영률,

Figure 112011046454784-pat00136
는 프와송 비
Figure 112011046454784-pat00043
: 제2스트레인 게이지에 의해 측정된 동적 변형률E: Young's modulus,
Figure 112011046454784-pat00136
The Poisson Rain
Figure 112011046454784-pat00043
: Dynamic strain measured by a second strain gauge

Figure 112011017134811-pat00044
: 제1스트레인 게이지에 의해 측정된 동적 변형률
Figure 112011017134811-pat00044
: Dynamic strain measured by the first strain gage

상기 굽힘 모멘트(M)는 상기 측정 평가 위치(x0)에 대응되는 상기 측정 대상물의 저면에 배치되는 제3 스트레인 게이지(150)에 의해 측정될 수 있다.The bending moment M may be measured by a third strain gauge 150 disposed on the bottom surface of the measurement object corresponding to the measurement evaluation position x 0 .

이때, 상기 굽힘 모멘트M는 상기 제3스트레인 게이지(150)로부터 측정된 동적 변형률을 이용하여 아래의 수학식5에 의해 추산될 수 있다In this case, the bending moment M may be estimated by Equation 5 below using the dynamic strain measured from the third strain gauge 150.

[수학식 5][Equation 5]

Figure 112011017134811-pat00045
Figure 112011017134811-pat00045

단 E : 영률, I : 단면 2차 모멘트, h : 측정 대상물의 두께Where E is the Young's modulus, I is the secondary moment in cross section, and h is the thickness of the measurement object.

Figure 112011017134811-pat00046
: 제3스트레인 게이지에 의해 측정된 동적 변형률
Figure 112011017134811-pat00046
: Dynamic strain measured by a third strain gauge

상기 상호 스펙트럼 밀도(Sij)를 추산하기 위한 가속도

Figure 112011017134811-pat00047
는 상기 측정 평가 위치(x0)지점을 중심으로 상기 측정 대상물의 일 표면에 위치한 2개의 가속도 센서(110,120)에 의해 측정될 수 있다.Acceleration for estimating the cross spectral density (S ij )
Figure 112011017134811-pat00047
May be measured by two acceleration sensors 110 and 120 positioned on one surface of the measurement object with respect to the measurement evaluation position (x 0 ).

이때, 도시된 바와 같이 상기 가속도 센서(110,120)는 측정 대상물(B)의 상단부 표면에 상호 ㅿ 거리만큼 이격되도록 배치될 수 있다.
In this case, the acceleration sensors 110 and 120 may be arranged to be spaced apart from each other by the distance between the upper end surface of the measurement object (B) as shown.

한편, 상기 수학식3의 방정식(3)에서 손상 후의 전단강성을 뜻하는 kAG와 굽힘강성 EI는 사전에 예측하기가 불가능하므로 단위 크기의 전단강성(unit kAG)과 굽힘강성(unit EI)에 대한 진동파워를 활용해야 한다.
On the other hand, kAG and bending stiffness EI, which represent the shear stiffness after damage in Equation (3) of Equation 3 cannot be predicted in advance, so that the unit stiffness (unit kAG) and bending stiffness (unit EI) Vibration power should be used.

즉, 손상전의 진동파워

Figure 112011017134811-pat00048
와 손상 후 진동파워
Figure 112011017134811-pat00049
를아래의 수학식7 및 수학식8에 의해 추산할 수 있다.
That is, vibration power before damage
Figure 112011017134811-pat00048
And vibration after damage
Figure 112011017134811-pat00049
Can be estimated by the following equations (7) and (8).

[수학식 7][Equation 7]

Figure 112011017134811-pat00050
(1)
Figure 112011017134811-pat00050
(One)

Figure 112011017134811-pat00051
Figure 112011017134811-pat00051

Figure 112011017134811-pat00052
(2)
Figure 112011017134811-pat00052
(2)

Figure 112011017134811-pat00053
: 손상 전 측정 대상물의 진동파워의 전단력 성분only
Figure 112011017134811-pat00053
: Shear force component of the vibration power of the measurement target before damage

Figure 112011017134811-pat00054
: 손상 전 측정 대상물의 진동파워의 굽힘 모멘트 성분
Figure 112011017134811-pat00054
: Bending moment component of vibration power of the measurement target before damage

Figure 112011046454784-pat00055
: 손상 전 측정 대상물의 변형율 εi 와 가속도
Figure 112011046454784-pat00056
사이의 상호 스펙트럼 밀도
kAG : 보의 전단강성, EI : 보의 굽힘 강성,
ω:가진 주파수, △ 가속도계 간격,
c : h/2 (단 h는 측정 대상물(보)의 두께)
Figure 112011046454784-pat00055
: Strain ε i and acceleration of the object to be measured before damage
Figure 112011046454784-pat00056
Cross Spectral Density Between
kAG: Shear stiffness of beam, EI: Bending stiffness of beam,
ω: frequency, Δ accelerometer spacing,
c: h / 2 (where h is the thickness of the measurement object (beam))

[수학식 8][Equation 8]

Figure 112011017134811-pat00057
(1)
Figure 112011017134811-pat00057
(One)

Figure 112011017134811-pat00058
Figure 112011017134811-pat00058

Figure 112011017134811-pat00059
(2)
Figure 112011017134811-pat00059
(2)

Figure 112011017134811-pat00060
: 손상 후 측정 대상물의 진동파워의 전단력 성분only
Figure 112011017134811-pat00060
: Shear Force Component of Vibration Power of Measurement Object after Damage

Figure 112011017134811-pat00061
: 손상 후 측정 대상물의 진동파워의 굽힘 모멘트 성분
Figure 112011017134811-pat00061
: Bending moment component of the vibration power of the measurement object after damage

Figure 112011017134811-pat00062
: 손상 후 측정 대상물의 변형율 εi 와 가속도
Figure 112011017134811-pat00063
사이의 상호 스펙트럼 밀도
Figure 112011017134811-pat00062
: Strain ε i and acceleration of the measured object after damage
Figure 112011017134811-pat00063
Cross Spectral Density Between

이와 같이 추산된 손상 전의 진동파워

Figure 112011017134811-pat00064
와 손상 후 진동파워
Figure 112011017134811-pat00065
를 이용하여 아래의 수학식6에 의해 손상 지수(DI)를 산정할 수 있다.The vibration power before the damage thus estimated
Figure 112011017134811-pat00064
And vibration after damage
Figure 112011017134811-pat00065
The damage index (DI) can be calculated by using Equation 6 below.

[수학식 6]&Quot; (6) &quot;

Figure 112011017134811-pat00066

Figure 112011017134811-pat00066

이상 설명한 바와 같이 전단력 Q와 굽힘모멘트 M의 추산에서 수학식4, 수학식5를 적용한 본 발명의 방법에 의해 종래보다 변위 도함수의 유한차분 근사화에 따른 고차성분(2차, 3차) 오차가 없고, 광섬유 센서를 스트레인 게이지로 활용할 경우 전자기장 간섭 없이 보다 정밀하게 측정할 수 있다.As described above, according to the method of the present invention applying equations (4) and (5) in the estimation of the shear force Q and the bending moment M, there are no higher-order component (secondary and third-order) errors due to finite difference approximation of the displacement derivatives than in the prior art. Using a fiber optic sensor as a strain gage allows more accurate measurements without electromagnetic interference.

110 : 제1가속도 센서 120 : 제2가속도 센서
130 : 제1스트레인 게이지 140 : 제2스트레인 게이지
150 : 제3스트레인 게이지
110: first acceleration sensor 120: second acceleration sensor
130: first strain gauge 140: second strain gauge
150: third strain gauge

Claims (6)

시간평균 진동파워에 의해 산정된 손상지수를 이용하여 손상 위치를 탐지하는 방법에 있어서,
상기 시간평균 진동파워는 단순한 보 형상을 측정 대상물로 하며, 상기 측정 대상물의 특정 평가 위치에서의 전단력 Q와 굽힘모멘트 M은 스트레인 게이지를 이용하여 추산하되, 아래의 수학식3에 의하고,
상기 특정 평가 위치에서의 속도(
Figure 112011046454784-pat00067
)와 속도의 일차 도함수
Figure 112011046454784-pat00068
는 가속도 센서에 의해 측정된 가속도를 이용하여 추산되는 것을 특징으로 하는 변형률과 가속도 신호를 이용한 구조물의 손상 탐지 방법.
[수학식 3]
Figure 112011046454784-pat00137

Figure 112011046454784-pat00138

Figure 112011046454784-pat00139

Figure 112011046454784-pat00140

단, P(x;), <P(x;t)>T : 시간평균 진동파워, ω : 가진 주파수
Q : 전단력 , M : 굽힘 모멘트, w: 변위( 특정 평가 위치 x0에서의 변위)
Figure 112011046454784-pat00141

이때, k : 전단계수, E : 영률(Young's Modulus), A : 단면적, ㅿ : 가속도 센서 간격
G : shear modulus (
Figure 112011046454784-pat00142
로 정의),
E: 영률,
Figure 112011046454784-pat00143
는 프와송 비
Figure 112011046454784-pat00075
는 변형율
Figure 112011046454784-pat00076
와 가속도
Figure 112011046454784-pat00077
사이의 상호 스펙트럼 밀도, Im은 허수부이다.
In the method for detecting the damage location using the damage index calculated by the time average vibration power,
The time average vibration power is a simple beam shape as the measurement object, the shear force Q and the bending moment M at a specific evaluation position of the measurement object are estimated by using a strain gauge, according to Equation 3 below,
Velocity at the particular evaluation position (
Figure 112011046454784-pat00067
) And the first derivative of speed
Figure 112011046454784-pat00068
The damage detection method of the structure using the strain and the acceleration signal, characterized in that estimated using the acceleration measured by the acceleration sensor.
[Equation 3]
Figure 112011046454784-pat00137

Figure 112011046454784-pat00138

Figure 112011046454784-pat00139

Figure 112011046454784-pat00140

Where P (x;), <P (x; t)> T: time-averaged vibration power, ω: excitation frequency
Q: shear force, M: bending moment, w: displacement (displacement at specific evaluation position x0)
Figure 112011046454784-pat00141

Where k is the shear modulus, E is the Young's Modulus, A is the cross-sectional area, and ㅿ is the acceleration sensor spacing.
G: shear modulus (
Figure 112011046454784-pat00142
As defined),
E: Young's modulus,
Figure 112011046454784-pat00143
The Poisson Rain
Figure 112011046454784-pat00075
Is strain
Figure 112011046454784-pat00076
And acceleration
Figure 112011046454784-pat00077
Cross spectral density between, Im is the imaginary part.
제1항에 있어서,
상기 전단력 Q는 단순한 보 형상의 측정 대상물(B)에서 측정 평가 위치(x0)를 기준으로 v자 형상으로 배치되는 제1 및 제2 스트레인 게이지(130,140)에 의해 측정되고,
상기 굽힘 모멘트(M)는 상기 측정 평가 위치(x0)에 대응되는 상기 측정 대상물의 저면에 배치되는 제3 스트레인 게이지(150)에 의해 측정되며,
상기 가속도(
Figure 112011017134811-pat00078
)는 상기 측정 평가 위치(x0)지점을 중심으로 상기 측정 대상물의 일 표면에 위치한 2개의 가속도 센서(110,120)에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 변형률과 가속도 신호를 이용한 구조물의 손상 탐지 방법.
The method of claim 1,
The shear force Q is measured by the first and second strain gauges 130 and 140 arranged in a v shape with respect to the measurement evaluation position (x 0 ) in a simple beam-shaped measurement object (B),
The bending moment M is measured by the third strain gauge 150 disposed on the bottom surface of the measurement object corresponding to the measurement evaluation position x 0 ,
The acceleration (
Figure 112011017134811-pat00078
) Is measured by two acceleration sensors (110, 120) located on one surface of the measurement object with respect to the measurement evaluation position (x 0 ) point.
제2항에 있어서,
상기 전단력 Q는 상기 제1스트레인 게이지(130) 및 제2스트레인 게이지(140)로부터 측정된 동적 변형률을 이용하여 아래의 수학식 4에 의해 추산되는 것을 특징으로 하는 변형률과 가속도 신호를 이용한 구조물의 손상 탐지 방법.
[수학식 4]
Figure 112011046454784-pat00079

단 k : 전단계수, A : 단면적
G : shear modulus (
Figure 112011046454784-pat00144
로 정의),
E: 영률,
Figure 112011046454784-pat00145
는 프와송 비
Figure 112011046454784-pat00081
: 제2스트레인 게이지에 의해 측정된 동적 변형률
Figure 112011046454784-pat00082
: 제1스트레인 게이지에 의해 측정된 동적 변형률
The method of claim 2,
The shear force Q is estimated by Equation 4 below using the dynamic strain measured from the first strain gauge 130 and the second strain gauge 140, damage to the structure using the strain and acceleration signal Detection method.
[Equation 4]
Figure 112011046454784-pat00079

Where k is the shear modulus and A is the cross-sectional area.
G: shear modulus (
Figure 112011046454784-pat00144
As defined),
E: Young's modulus,
Figure 112011046454784-pat00145
The Poisson Rain
Figure 112011046454784-pat00081
: Dynamic strain measured by a second strain gauge
Figure 112011046454784-pat00082
: Dynamic strain measured by the first strain gage
제2항에 있어서,
상기 굽힘 모멘트M는 상기 제3스트레인 게이지(150)로부터 측정된 동적 변형률을 이용하여 아래의 수학식5에 의해 추산되는 것을 특징으로 하는 변형률과 가속도 신호를 이용한 구조물의 손상 탐지 방법.
[수학식 5]
Figure 112011046454784-pat00083

단 E : 영률, I : 단면 2차 모멘트, h : 측정 대상물의 두께
Figure 112011046454784-pat00084
: 제3스트레인 게이지에 의해 측정된 동적 변형률
The method of claim 2,
The bending moment M is a damage detection method of the structure using the strain and acceleration signal, characterized in that estimated by the following equation 5 using the dynamic strain measured from the third strain gauge (150).
&Quot; (5) &quot;
Figure 112011046454784-pat00083

Where E is the Young's modulus, I is the secondary moment in cross section, and h is the thickness of the measurement object.
Figure 112011046454784-pat00084
: Dynamic strain measured by a third strain gauge
제1항에 있어서,
상기 시간평균 진동파워는 아래의 수학식7에 의한 손상 전 진동파워
Figure 112011046454784-pat00085
와 수학식8에 의한 손상 후 진동파워
Figure 112011046454784-pat00086
로 추산하며,
아래의 수학식 6에 의해 손상 지수(DI)로 산정되는 것을 특징으로 하는 변형률과 가속도 신호를 이용한 구조물의 손상 탐지 방법.

[수학식 6]
Figure 112011046454784-pat00087


[수학식 7]
Figure 112011046454784-pat00088

ω
Figure 112011046454784-pat00089

Figure 112011046454784-pat00090

Figure 112011046454784-pat00091
: 손상 전 측정 대상물의 진동파워의 전단력 성분
Figure 112011046454784-pat00092
: 손상 전 측정 대상물의 진동파워의 굽힘 모멘트 성분
Figure 112011046454784-pat00093
: 손상 전 측정 대상물의 변형율 εi 와 가속도
Figure 112011046454784-pat00094
사이의 상호 스펙트럼 밀도
kAG : 보의 전단강성, EI : 보의 굽힘 강성,
ω:가진 주파수, △ 가속도계 간격,
c = h/2 = (보의 두께)/2

[수학식 8]
Figure 112011046454784-pat00095

Figure 112011046454784-pat00096

Figure 112011046454784-pat00097

Figure 112011046454784-pat00098
: 손상 후 측정 대상물의 진동파워의 전단력 성분
Figure 112011046454784-pat00099
: 손상 후 측정 대상물의 진동파워의 굽힘 모멘트 성분
Figure 112011046454784-pat00100
: 손상 후 측정 대상물의 변형율 εi 와 가속도
Figure 112011046454784-pat00101
사이의 상호 스펙트럼 밀도
c : h/2 (단 h는 측정 대상물의 두께)
The method of claim 1,
The time average vibration power is the vibration power before damage by the following equation (7)
Figure 112011046454784-pat00085
And vibration power after damage by Equation 8
Figure 112011046454784-pat00086
Estimated by
Damage detection method of the structure using the strain and acceleration signal, characterized in that calculated by the damage index (DI) by the following equation (6).

&Quot; (6) &quot;
Figure 112011046454784-pat00087


&Quot; (7) &quot;
Figure 112011046454784-pat00088

ω
Figure 112011046454784-pat00089

Figure 112011046454784-pat00090

only
Figure 112011046454784-pat00091
: Shear force component of the vibration power of the measurement target before damage
Figure 112011046454784-pat00092
: Bending moment component of vibration power of the measurement target before damage
Figure 112011046454784-pat00093
: Strain ε i and acceleration of the object to be measured before damage
Figure 112011046454784-pat00094
Cross Spectral Density Between
kAG: Shear stiffness of beam, EI: Bending stiffness of beam,
ω: frequency, Δ accelerometer spacing,
c = h / 2 = (thickness of beam) / 2

&Quot; (8) &quot;
Figure 112011046454784-pat00095

Figure 112011046454784-pat00096

Figure 112011046454784-pat00097

only
Figure 112011046454784-pat00098
: Shear Force Component of Vibration Power of Measurement Object after Damage
Figure 112011046454784-pat00099
: Bending moment component of the vibration power of the measurement object after damage
Figure 112011046454784-pat00100
: Strain ε i and acceleration of the measured object after damage
Figure 112011046454784-pat00101
Cross Spectral Density Between
c: h / 2 (where h is the thickness of the measurement object)
제2항에 있어서,
상기 제1 및 제2 스트레인 게이지(130,140)는 하단부가 상호 맞닿도록 배치되되 상단부로 갈수록 상호 이격되도록 배치되며,
상기 상호 맞닿는 하단부는 상기 측정 대상물(B)의 폭방향 중앙 지점에 배치되는 것을 특징으로 하는 변형률과 가속도 신호를 이용한 구조물의 손상 탐지 방법.
The method of claim 2,
The first and second strain gauges 130 and 140 are disposed to be in contact with each other at the lower end, but are spaced apart from each other toward the upper end.
The lower end portion which abuts each other is disposed at the center point in the width direction of the measurement object (B), the damage detection method of the structure using the strain signal and the acceleration signal.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101209886B1 (en) 2011-01-14 2012-12-10 한국과학기술원 Damage Detection Method of Multi-Story Structure
KR101520231B1 (en) * 2014-09-11 2015-05-22 중앙대학교 산학협력단 Method and Electronic device for measuring displacement amount of structure
CN108414367A (en) * 2018-03-13 2018-08-17 北京科技大学 A kind of simply supported beam bending stiffness measuring system and method based on resonance
CN111912612A (en) * 2020-07-16 2020-11-10 中国特种设备检测研究院 Method and system for monitoring damage of gas cylinder of long-tube trailer

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100754718B1 (en) 2003-09-22 2007-09-03 김형윤 Sensors and systems for structural health monitoring
KR100950992B1 (en) 2008-03-26 2010-04-02 한국과학기술원 Wireless Structure Health Monitoring System

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100754718B1 (en) 2003-09-22 2007-09-03 김형윤 Sensors and systems for structural health monitoring
KR100950992B1 (en) 2008-03-26 2010-04-02 한국과학기술원 Wireless Structure Health Monitoring System

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101209886B1 (en) 2011-01-14 2012-12-10 한국과학기술원 Damage Detection Method of Multi-Story Structure
KR101520231B1 (en) * 2014-09-11 2015-05-22 중앙대학교 산학협력단 Method and Electronic device for measuring displacement amount of structure
CN108414367A (en) * 2018-03-13 2018-08-17 北京科技大学 A kind of simply supported beam bending stiffness measuring system and method based on resonance
CN108414367B (en) * 2018-03-13 2024-05-28 北京科技大学 System and method for measuring bending stiffness of simply supported beam based on resonance
CN111912612A (en) * 2020-07-16 2020-11-10 中国特种设备检测研究院 Method and system for monitoring damage of gas cylinder of long-tube trailer

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