KR20060017666A - Fatigue measurement device for structure and method thereof - Google Patents

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KR20060017666A
KR20060017666A KR1020060011993A KR20060011993A KR20060017666A KR 20060017666 A KR20060017666 A KR 20060017666A KR 1020060011993 A KR1020060011993 A KR 1020060011993A KR 20060011993 A KR20060011993 A KR 20060011993A KR 20060017666 A KR20060017666 A KR 20060017666A
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fatigue
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김영래
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Abstract

본 발명은 금속재료나 복합재료로 만들어진 건축 및 건설 구조물의 피로강도와 피로손상을 자동 측정하고, 그 결과 피로상태 및 구조물의 잔여수명을 판단하여 표시하는 구조물의 피로측정에 따른 잔여수명 진단장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명은 구조물에 부착되고, 둘 이상의 다른 길이를 갖는 평행한 띠를 형성하는 둘 이상의 다른 면적의 절개부를 가지며, 상기 띠와 구조물 부재에 유사한 응력 상태와 스트레인이 가해졌을 때 피로에 의한 파괴가 상기 구조물 보다 상기 띠에 먼저 발생되며, 상기 띠의 피로에 의한 파괴가 상기 구조물 부재의 피로수명보다 낮은 퍼센티지에서 발생되도록 형성된 테스트쿠폰을 감지하여 구조물을 진단하는 장치 및 방법에 있어서, 상기 구조물에 부착된 상기 테스트쿠폰의 변형상태를 감지하고; 상기 감지 단계에서 감지된 상기 테스트쿠폰의 변형상태를 미리 저장된 데이터와 비교 판단하여 상기 구조물의 피로강도와 피로손상을 자동 측정하고, 그 결과 피로상태 및 구조물의 잔여수명을 판단하고; 상기 판단 단계에 따라 상기 구조물의 피로상태 및 구조물의 잔여수명을 표시하는 진단결과 표시하는 것을 특징으로 한다.The present invention is to automatically measure the fatigue strength and fatigue damage of building and construction structures made of metal or composite materials, and as a result of the fatigue life of the structure and to determine the residual life of the structure to display the residual life diagnostic device and It's about how. The present invention has two or more different areas of incision that are attached to the structure and form parallel bands having two or more different lengths, wherein fatigue failure when stress and strain are applied to the band and the structure member is prevented. An apparatus and method for diagnosing a structure by detecting a test coupon that is generated in the band earlier than the structure and is formed such that the fatigue by the band is generated at a percentage lower than the fatigue life of the member. Detecting a deformation state of the test coupon; Comparing and determining the deformation state of the test coupon detected in the sensing step with previously stored data to automatically measure the fatigue strength and fatigue damage of the structure, and as a result, determine the fatigue state and the remaining life of the structure; According to the determining step, characterized in that the diagnostic results for displaying the fatigue state of the structure and the remaining life of the structure.

건축, 건설, 구조물, 피로, 강도, 손상, 측정, 판단, 표시, 테스트쿠폰 Architecture, construction, structure, fatigue, strength, damage, measurement, judgment, marking, test coupon

Description

구조물의 피로측정에 따른 잔여수명 진단장치 및 그 방법{FATIGUE MEASUREMENT DEVICE FOR STRUCTURE AND METHOD THEREOF}Residual Life Diagnosis Apparatus and Method Thereof According to Fatigue Measurement of Structures {FATIGUE MEASUREMENT DEVICE FOR STRUCTURE AND METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명에 따른 구조물의 피로측정에 따른 잔여수명 진단장치를 나타낸 블록 구성도.Figure 1 is a block diagram showing a device for diagnosing residual life according to the fatigue measurement of the structure according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 구조물의 피로측정에 따른 잔여수명 진단방법을 나타낸 제어 순서도.Figure 2 is a control flowchart showing a method for diagnosing residual life according to the fatigue measurement of the structure according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 영상 판독을 통한 테스트 쿠폰 감지부를 나타낸 블록 구성도.Figure 3 is a block diagram showing a test coupon detection unit through the image reading in accordance with the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 단선 감지를 통한 테스트 쿠폰 감지부를 나타낸 블록 구성도.Figure 4 is a block diagram showing a test coupon detection unit through the disconnection detection in accordance with the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시 예로서 영상 판독을 통한 구조물의 피로측정에 따른 잔여수명 진단방법을 나타낸 제어 순서도.5 is a control flowchart illustrating a method for diagnosing residual life according to fatigue measurement of a structure through image reading as an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명에 의한 다른 길이와 표면적을 지닌 띠들로 이루어진 피로 테스트쿠폰의 형태를 나타내는 평면도. Figure 6 is a plan view showing the shape of the fatigue test coupon consisting of bands having different length and surface area according to the present invention.

도 7은 본 발명에 의한 길이와 표면적이 동일한 띠들로 이루어진 피로 테스트쿠폰의 형태를 나타낸 평면도. 7 is a plan view showing the shape of a fatigue test coupon consisting of bands having the same length and surface area according to the present invention.

도 8a와 8b는 본 발명에 의한 가해진 응력축을 따라 피로손상과 피로강도를 측정하기 위하여 구조물에 부착된 피로 테스트쿠폰의 평면도와 측면도.8A and 8B are plan and side views of a fatigue test coupon attached to a structure for measuring fatigue damage and fatigue strength along the applied stress axis according to the present invention.

도 9는 일반적으로 S-N곡선이라 불리는 전형적인 피로수명곡선을 나타낸 도면.9 shows a typical fatigue life curve commonly referred to as the S-N curve.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

1: 테스트쿠폰 20: 구조물1: test coupon 20: structure

100 : 테스트쿠폰 감지부 110 : 무인카메라100: test coupon detection unit 110: unmanned camera

120 : 영상 판독부 130 : 메트릭스부120: image reading unit 130: matrix unit

140 : 단선 감지 센서 150 : 아날로그/디지털 변환기140: disconnection detection sensor 150: analog-to-digital converter

160 : 특징량 추출부 170 : 측정결과 데이터 베이스160: feature extraction section 170: measurement result database

180 : 잔여수명 진단부 190 : 진단결과 표시부180: remaining life diagnosis unit 190: diagnosis result display unit

200 : 진단 리포트 출력부 210 : 진단결과 전송용 모뎀200: Diagnostic report output unit 210: Modem for transmitting the diagnostic results

본 발명은 구조물의 피로측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금속재료나 복합재료로 만들어진 건축 및 건설 구조물의 피로강도와 피로손상을 측정하기 위한 구조물의 피로측정에 따른 잔여수명 진단장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for measuring fatigue of a structure and a method thereof, and more particularly, to an apparatus for diagnosing residual life according to fatigue measurement of a structure for measuring fatigue strength and fatigue damage of a building or construction structure made of a metal material or a composite material. And to a method thereof.

건축설계사들은 하중적재 부재로 고려되거나 사용되는 어떤 재료가 반복적이거나 순환적인 응력하중을 받을 경우, 재료들의 피로강도와 수명을 예측할 수 있어야 한다. 그 이유는 구조물에 반복적으로 가해지는 응력은 결국 그 구조물의 재료파괴를 야기시키게 되기 때문이다. Architects should be able to predict the fatigue strength and life of materials if any material considered or used as a load bearing member is subjected to repeated or cyclic stress loads. The reason is that repeated stress on the structure will eventually lead to material destruction of the structure.

또한 적재 구조물이 반복적인 하중을 받게 될 때 건축설계 기술자들은 그 힘의 영향을 감지하여 구조물의 남은 수명을 결정함으로써 파괴 발생 이전에 파손될 요소를 제거하거나 적절한 대처를 할 수 있어야 하기 때문이다. In addition, when a loading structure is subjected to repeated loads, building design engineers need to be able to detect the effects of the forces and determine the remaining life of the structure so that they can be removed or appropriately handled before failure occurs.

기술자들은 구조물 피로손상의 현재 상태를 더 정확히 알아내고, 남아있는 수명을 더 정확하게 예측하기 위해 구조물 재료의 피로 수명을 광범위하게 연구해 왔다. 이러한 연구로부터 기술자들은 피로강도는 실험에 쓰여지는 기계적 혹은 금속구조물을 이루는 재료, 그 재료들이 처리되어 진 방법, 구조물이 존재하거나 작동하는 주변온도, 구조물에 가해지는 응력의 크기나 실험된 구조물의 응력반복 횟수와 연관되어 있다는 사실을 밝혀냈다. 또한 실험된 구조물들을 이루는 재료들은 극한 응력을 받았을 시보다 낮은 강도의 응력을 반복적으로 받게 되면 그 구조물의 피로 파괴를 야기시키게 된다는 사실과, 주어진 구조물의 사용기간이 가해진 힘에 반비례한다는 사실 또한 밝혀냈다. 다시 말해 가해지는 힘의 강도가 높을수록 구조물 재료의 수명은 단축됨을 알 수 있다.Technicians have extensively studied the fatigue life of structure materials to better understand the current state of structure fatigue damage and to more accurately predict the remaining life. From these studies, the technicians note that fatigue strength is the mechanical or metallic structure used in the experiment, how the materials are processed, the ambient temperature at which the structure is present or operating, the magnitude of the stress on the structure, or the stress of the tested structure. It was found to be related to the number of iterations. It was also found that the materials that make up the structures tested are inversely proportional to the force applied to a given structure, as repeated stresses of lower strength than those under extreme stress will cause fatigue failure of the structure. In other words, the higher the strength of the applied force, the shorter the life of the structure material.

이러한 구조물의 피로손상의 현상태를 결정하고 구조물의 수명을 예측하기 위하여, 분석기사들은 대개 이전 기술이 사용되었던 피로 감지기, 퓨즈(fuses), 게이지(gauges), 표시기(indicators), 모니터, 예측기(predictors), 센서(sensors), 실험용 장치(testers)나 변환기(transducers)와 같은 여러 종류의 피로 감시장치들에 의존해 왔다. To determine the status of fatigue damage in these structures and to predict the life of the structure, analysts usually use fatigue detectors, fuses, gauges, indicators, monitors, and predictors that previously used techniques. ), They have relied on several types of fatigue monitoring devices, such as sensors, testers or transducers.

그러나 이러한 장치들은 실험구조물에 가해진 최대 주응력의 방향과 일직선상에 놓이도록 구조물 상에 부착됨에 따라서, 오직 고정된 방향으로만 피로손상을 모니터할 수 있었으며, 더욱이 초창기 피로 게이지들은 피로 손상이나 남은 수명에 대한 필요값을 얻기 위해 구조물에 대한 과다한 실험들을 부득이하게 해야 하거나 실험장치에 과다한 게이지를 부착할 수밖에 없는 문제점이 있었다.However, as these devices were attached on the structure so that they were in line with the direction of the maximum principal stress applied to the test structure, the fatigue damage could only be monitored in a fixed direction. In order to obtain the required value, there was a problem that the excessive experiments on the structure had to be inevitable or the excessive gauge was attached to the experimental apparatus.

또한, 주어진 구조물의 재료나 부재에 가해진 응력과 사용수명의 관계는, 구조재료나 부재에 가해진 응력을 S로 재료가 파손되기까지의 응력 반복횟수를 N으로 하여 이루어진 좌표로 나타내어지는 바, 파괴데이타를 구할 수 없는 새로운 재료나 복합재료의 S-N곡선을 얻기 위하여, 분석기사들은 ASTM 핸드북에서 제안하였듯이 신재료나 복합재료를 테스트쿠폰(test coupon)으로 가공하여야 했으며, 이때 분석기사들은 테스트쿠폰이 파괴될 때까지 지속적인 양의 순환하중을 쿠폰에 가하게 되고, 이 과정은 또 다른 표본에 파괴가 일어날 때까지 다른 양의 응력의 순환하중을 계속해서 적용하며, 이 과정은 또 다른 쿠폰에 반복하여 실험하여야 하는 과정이 필요한데 이러한 과정을 자동화하지 못하고 일일이 수작업을 통하여 이루어지게 되는 문제점도 있었다.In addition, the relationship between the stress applied to the material or member of a given structure and the service life is represented by the coordinates formed by N the number of stress repetitions until the material is damaged by the stress applied to the structural material or member. In order to obtain SN curves for new materials or composites that cannot be obtained, analyzers had to process new or composite materials into test coupons as suggested in the ASTM Handbook, which would cause the test coupons to be destroyed. Until a constant positive cyclic load is applied to the coupon, the process continues to apply different positive cyclic loads until another specimen breaks, which must be repeated on another coupon. There is a problem that the process is required but can not be automated and can be done by hand.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 금속재료나 복합재료로 만들어진 건축 및 건설 구조물의 피로강도와 피로손상을 자동 측정하고, 그 결과 피로상태 및 구조물의 잔여수명을 판단하여 표시하는 구조물의 피로측정에 따른 잔여수명 진단장치 및 그 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and automatically measures the fatigue strength and fatigue damage of building and construction structures made of metal or composite materials, and as a result the fatigue state and the remaining life of the structure An object of the present invention is to provide an apparatus and method for diagnosing residual life according to fatigue measurement of a structure to be determined and displayed.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 구조물의 피로측정에 따른 잔여수명 진단장치는, 구조물에 부착되고, 둘 이상의 다른 길이를 갖는 평행한 띠를 형성하는 둘 이상의 다른 면적의 절개부를 가지며, 상기 띠와 구조물 부재에 유사한 응력 상태와 스트레인이 가해졌을 때 피로에 의한 파괴가 상기 구조물보다 상기 띠에 먼저 발생되며, 상기 띠의 피로에 의한 파괴가 상기 구조물 부재의 피로수명보다 낮은 퍼센티지에서 발생되도록 형성된 테스트쿠폰을 감지하여 구조물을 진단하는 장치에 있어서, 상기 구조물에 부착된 상기 테스트쿠폰의 변형상태를 감지하는 테스트쿠폰 감지부; 상기 테스트쿠폰 감지부에서 감지된 상기 테스트쿠폰의 변형상태를 미리 저장된 데이터와 비교 판단하여 상기 구조물의 피로강도와 피로손상을 자동 측정하고, 그 결과 피로상태 및 구조물의 잔여수명을 판단하는 마이크로 프로세서; 상기 마이크로 프로세서의 제어에 따라 상기 구조물의 피로상태 및 구조물의 잔여수명을 표시하는 진단결과 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Residual life diagnostic apparatus according to the fatigue measurement of the structure according to the present invention for achieving the above object, has a cutout of two or more different areas attached to the structure, forming a parallel band having two or more different lengths, When a stress and strain are applied to the band and the structural member, fatigue failure occurs in the band before the structure, and fatigue caused by the band fatigue occurs at a percentage lower than the fatigue life of the structural member. An apparatus for diagnosing a structure by detecting a coupon, the apparatus comprising: a test coupon detecting unit detecting a deformation state of the test coupon attached to the structure; A microprocessor for automatically determining the fatigue strength and fatigue damage of the structure by determining the deformation state of the test coupon detected by the test coupon detection unit with previously stored data, and determining the fatigue state and the remaining life of the structure as a result; And a diagnosis result display unit for displaying the fatigue state of the structure and the remaining life of the structure under the control of the microprocessor.

상기 테스트쿠폰 감지부는; 상기 구조물에 부착된 상기 테스트쿠폰의 변형상태를 촬영하는 무인카메라; 상기 무인카메라에서 촬영된 상기 테스트쿠폰의 영상을 판독 처리하여 본 발명의 마이크로 프로세서에 전달하는 영상 판독부를 포함한다.The test coupon detector; An unmanned camera photographing a deformation state of the test coupon attached to the structure; And an image reading unit which reads and processes an image of the test coupon photographed by the unmanned camera and transmits the image to the microprocessor of the present invention.

상기 테스트쿠폰 감지부는; 상기 테스트쿠폰에 가로 및 세로방향으로 다수개의 박막선을 형성하는 메트릭스부; 상기 메트릭스부의 박막선의 단선상태를 감지하고, 이에 따른 저항 변화 신호를 처리하여 상기 마이크로 프로세서에 전달하는 단선 감지센서를 포함한다.The test coupon detector; A matrix unit forming a plurality of thin film lines in the test coupon in horizontal and vertical directions; And a disconnection detecting sensor for detecting a disconnection state of the thin film line of the matrix unit, processing the resistance change signal, and transferring the resistance change signal to the microprocessor.

상기 마이크로 프로세서는; 상기 테스트쿠폰 감지부에서 감지된 데이터 중에서, 가장 고감도 검출이 가능한 공진주파수대의 진동 신호를 추출하는 특징량 추출부; 상기 특징량 추출부에서 추출한 피진단 구조물의 진동 신호에 기초하여 그의 변형상태를 판정하여 잔여수명을 진단하는 잔여수명 진단부를 포함한다.The microprocessor; A feature extractor extracting a vibration signal of the resonant frequency band capable of detecting the most sensitively among the data sensed by the test coupon detector; And a residual life diagnosis unit for determining a deformation state thereof based on the vibration signal of the structure to be extracted extracted by the feature extraction unit to diagnose the remaining life.

상기 테스트쿠폰 감지부에서 감지한 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환기; 미리 진동·수명의 관계를 채취한 기초 데이터와, 잔여수명을 진단하려고하는 피진단 구조물의 하중 및 경과시간에 관한 데이터를 수집하고 보존하는 측정 결과 데이터베이스를 더 포함한다.An analog / digital converter for converting analog data sensed by the test coupon detector into digital data; It further includes a basic data obtained by collecting the relationship between vibration and life in advance, and a measurement result database for collecting and preserving data on the load and the elapsed time of the structure to be diagnosed.

또한, 상기 진단결과 표시부에 출력되는 파형 데이터와 진단 결과를 인터넷 회선에 접속함으로써 원격지에서 특정 구조물의 잔여수명을 용이하게 추정할 수 있도록 하는 전송용 모뎀을 더 포함하는 것이 바람직하다.The apparatus may further include a transmission modem for easily estimating the remaining life of a specific structure at a remote location by connecting the waveform data and the diagnosis result output to the diagnosis result display unit to an Internet line.

상기 테스트쿠폰 감지부는 일정시간 또는 일정주기로 미리 예약 설정된 조건에 따라 상기 테스트쿠폰의 변형상태를 감지하는 것이 더욱 바람직하다.More preferably, the test coupon detector detects a deformation state of the test coupon according to a predetermined condition for a predetermined time or a predetermined period.

상기 테스트쿠폰의 절개부는, 상기 띠들이 모두 같은 길이와 넓이를 같도록 하기 위하여, 각 내각이 90도이고 모서리가 둥글게 된 직사각형 모양이다.The cutout of the test coupon has a rectangular shape with each interior angled 90 degrees and rounded corners so that the bands are all the same length and width.

상기 테스트쿠폰은 같은 횡단면적을 지닌 둘 이상의 절개부를 갖고, 상기 절개부는 다른 탄력성을 갖고 같은 길이와 모양을 갖는 둘 이상의 띠를 형성한다. The test coupon has two or more cutouts having the same cross-sectional area, and the cutout forms two or more bands having different elasticities and having the same length and shape.

본 발명의 다른 특징은, 구조물에 부착되고, 둘 이상의 다른 길이를 갖는 평행한 띠를 형성하는 둘 이상의 다른 면적의 절개부를 가지며, 상기 띠와 구조물 부재에 유사한 응력 상태와 스트레인이 가해졌을 때 피로에 의한 파괴가 상기 구조물보다 상기 띠에 먼저 발생되며, 상기 띠의 피로에 의한 파괴가 상기 구조물 부재의 피로수명보다 낮은 퍼센티지에서 발생되도록 형성된 테스트쿠폰을 감지하여 구조물을 진단하는 방법에 있어서, 상기 구조물에 부착된 상기 테스트쿠폰의 변형상태를 감지하는 단계; 상기 감지 단계에서 감지된 상기 테스트쿠폰의 변형상태를 미리 저장된 데이터와 비교 판단하여 상기 구조물의 피로강도와 피로손상을 자동 측정하고, 그 결과 피로상태 및 구조물의 잔여수명을 판단하는 단계; 상기 판단 단계에 따라 상기 구조물의 피로상태 및 구조물의 잔여수명을 표시하는 진단결과 표시 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Another feature of the invention is that it has two or more different areas of cutout that are attached to the structure and form parallel bands having two or more different lengths, and are subjected to fatigue when a similar stress state and strain is applied to the band and the structure member. In the method of diagnosing a structure by detecting a test coupon formed so that the fracture is caused to occur earlier in the band than the structure, the fatigue caused by the fatigue of the band occurs at a percentage lower than the fatigue life of the member of the structure, the method attached to the structure Detecting a deformation state of the test coupon; Comparing and determining the deformation state of the test coupon detected in the sensing step with previously stored data to automatically measure the fatigue strength and fatigue damage of the structure, and as a result, determining the fatigue state and the remaining life of the structure; And a diagnosis result displaying step of displaying the fatigue state of the structure and the remaining life of the structure according to the determining step.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 구조물의 피로측정에 따른 잔여수명 진단장치를 나타낸 블록 구성도이다.1 is a block diagram showing a device for diagnosing residual life according to fatigue measurement of a structure according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명은 테스트 쿠폰 감지부(100)와,아날로그/디지털변환기(150)와,특징량 추출부(160)와, 측정결과 데이터베이스(170)와, 잔여수명 진단부(180)와,진단결과 표시부(190)와,점검 스케줄·진단 리포트 출력부(200)와, 전송용 모뎀(210)을 구비한 것이다.As shown, the present invention, the test coupon detection unit 100, the analog / digital converter 150, the feature extraction unit 160, the measurement result database 170, the remaining life diagnosis unit 180 And a diagnosis result display unit 190, a check schedule and diagnosis report output unit 200, and a transmission modem 210.

아날로그/디지털 변환기(150)는, 전술한 잔여수명을 진단하려고 하는 피진단 구조물(20)에 대하여 영상 판독부(120) 또는 단선 감지 센서(140)에서 구한 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 것이다.The analog-to-digital converter 150 converts the analog data obtained by the image reading unit 120 or the disconnection detecting sensor 140 into digital data for the diagnosis structure 20 to be diagnosed with the remaining life described above.

특징량 추출부(160)는 상기 아날로그/디지털 변환기(150)에서 변환한 디지털 데이터 중에서, 가장 고감도 검출이 가능한 공진주파수대의 진동 신호를 추출하는 것이다.The feature variable extracting unit 160 extracts the vibration signal of the resonant frequency band that can detect the highest sensitivity among the digital data converted by the analog-digital converter 150.

측정 결과 데이터베이스(170)는 미리 진동·수명의 관계를 채취한 기초 데이터와, 잔여수명을 진단하려고하는 피진단 구조물(20)의 하중 및 경과시간에 관한 데이터를 수집하고 보존하는 것이다.The measurement result database 170 collects and preserves the basic data which collected the relationship of vibration and lifespan in advance, and the data regarding the load and the elapsed time of the to-be-tested structure 20 which are trying to diagnose residual life.

잔여수명 진단부(180)는 상기 측정 결과 데이터베이스(170)에 탑재된 데이터를 이용함으로써 특징량 추출부(160)에서 추출한 피진단 구조물(20)의 진동 신호에 기초하여 그의 변형상태를 판정하여 잔여수명을 진단하는 것이다.The remaining life diagnosis unit 180 determines the deformation state based on the vibration signal of the diagnosis structure 20 extracted by the feature extraction unit 160 by using the data mounted in the measurement result database 170. Diagnose life.

진단결과 표시부(190)는 잔여수명 진단부(180)의 결과를 표시하는 것이다. 점검 스케줄·진단 리포트 출력부(200)는, 잔여수명 진단부(180)의 진단 결과에 기초하여,피진단 구조물(20)의 다음번의 점검 스케줄과 진단 결과의 리포트를 프린터 등으로 출력하는 것이다. The diagnosis result display unit 190 displays the result of the remaining life diagnosis unit 180. The inspection schedule diagnosis report output unit 200 outputs a report of the next inspection schedule and diagnosis result of the diagnosis structure 20 to a printer or the like based on the diagnosis result of the remaining life diagnosis unit 180.

이와 같이 본 발명은 그 구조물(20)의 수명을 공진주파 수대 신호 또는 고주파 신호를 이용하여 추정함으로써 저가로 구조물의 수명을 검출하고,검출한 수명을 고정밀도로 추정할 수 있다. As described above, according to the present invention, the lifetime of the structure 20 can be estimated by using the resonance frequency band signal or the high frequency signal, so that the lifetime of the structure can be detected at low cost, and the detected lifetime can be estimated with high accuracy.

전송용 모뎀(210)은 파형 데이터와 진단 결과를 인터넷 회선에 접속하는 것 이다. 이와 같이, 인터넷 회선에 접속함으로써 원격지에서 특정 구조물(20)의 잔여수명을 용이하게 추정할 수 있다.The transmission modem 210 connects the waveform data and the diagnosis result to the Internet line. In this way, it is possible to easily estimate the remaining life of the specific structure 20 at a remote location by connecting to the Internet line.

도 2는 본 발명에 따른 구조물의 피로측정에 따른 잔여수명 진단방법을 나타낸 제어 순서도이다.2 is a control flowchart illustrating a method for diagnosing residual life according to fatigue measurement of a structure according to the present invention.

도시된 바와 같이, 기초 데이터 채취수단 및 잔여수명 진단준비단계에서 구한 데이터를 이용하여 피진단 구조물(20)이 균열 초기인지, 말기상태인지를 추정한다. 이 잔여수명 진단단계에서는, 진동의 증가 경향을 산출함으로써, 그 피진단 구조물(20)이 변형 초기인지, 말기 상태인지를 판정한다.As shown, it is estimated whether the diagnosis structure 20 is in the early stage or the late stage by using the data obtained in the basic data collection means and the remaining life diagnosis preparation step. In this residual life diagnostic step, by calculating the tendency of the vibration to increase, it is determined whether the diagnosed structure 20 is in the initial or final state of deformation.

도 3은 본 발명에 따른 영상 판독을 통한 테스트 쿠폰 감지부를 나타낸 블록 구성도이다.3 is a block diagram illustrating a test coupon detector through an image reading in accordance with the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명의 테스트 쿠폰 감지부는, 무인 카메라(110)와, 영상 판독부(120)를 포함한다.As shown, the test coupon detector of the present invention includes an unmanned camera 110 and an image reader 120.

테스트쿠폰(1)은 구조물(20)에 부착되고, 둘 이상의 다른 길이를 갖는 평행한 띠를 형성하는 둘 이상의 다른 면적의 절개부를 가지며, 상기 띠는, 띠와 구조물 부재에 유사한 응력 상태와 스트레인이 가해졌을 때 피로에 의한 파괴가 상기 구조물보다 상기 띠에 먼저 발생되며, 상기 띠의 피로에 의한 파괴가 상기 구조물 부재의 피로수명보다 낮은 퍼센티지에서 발생되도록 형성된다.The test coupon 1 is attached to the structure 20 and has two or more different areas of incisions forming parallel bands having two or more different lengths, the bands having similar stress states and strains to the bands and the structural members. When applied, the fracture by fatigue occurs earlier in the strip than the structure, and the fatigue by the strip is formed such that it occurs at a percentage lower than the fatigue life of the structural member.

무인카메라(100)는 상기 구조물(20)에 부착된 상기 테스트쿠폰(1)의 변형상태를 촬영하고, 영상 판독부(110) 상기 무인카메라(100)에서 촬영된 상기 테스트쿠폰(1)의 영상을 판독 처리하여 본 발명의 마이크로 프로세서에 전달한다.The unmanned camera 100 photographs the deformation state of the test coupon 1 attached to the structure 20, and the image reading unit 110 an image of the test coupon 1 photographed by the unmanned camera 100. Is read and passed to the microprocessor of the present invention.

상기 무인카메라(100)는 미리 설정된 일정시간 또는 일정주기 등 미리 예약 설정된 조건에 따라 상기 테스트쿠폰(1)의 변형상태를 촬영할 수 있다.The unmanned camera 100 may photograph the deformation state of the test coupon 1 according to a predetermined condition such as a predetermined time or a predetermined period.

이를 위하여 상기 무인카메라(100)는 통상의 CCTV용 흑백 또는 컬러 카메라가 적용될 수 있으며, 촬영된 영상을 유선 또는 무선 방식으로 전송할 수 있다. To this end, the unmanned camera 100 may be applied to a black and white or a color camera for a normal CCTV, it is possible to transmit the captured image in a wired or wireless manner.

또한 상기 무인카메라(100)의 개념을 응용한 것으로 진동 센서, 압력 센서 및 적외선 센서 등을 상기 구조물(20)의 테스트쿠폰(1)에 직접 부착하여 그 구조물의 변형 상태를 검출할 수도 있을 것이다.In addition, by applying the concept of the unmanned camera 100, a vibration sensor, a pressure sensor and an infrared sensor may be directly attached to the test coupon 1 of the structure 20 to detect a deformation state of the structure.

도 4는 본 발명에 따른 단선 감지를 통한 테스트 쿠폰 감지부를 나타낸 블록 구성도이다.4 is a block diagram illustrating a test coupon detector through disconnection detection according to the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명의 테스트 쿠폰 감지부는, 메트릭스부(130)와, 단선 감지센서(140)를 포함한다.As illustrated, the test coupon detector of the present invention includes a matrix unit 130 and a disconnection sensor 140.

메트릭스부(130)는 상기 테스트쿠폰(1)에 가로 및 세로방향으로 다수개의 박막선(도전체 테잎, 기타 가는 도선 등을 이용할 수 있다.)을 형성한다.The matrix unit 130 forms a plurality of thin film wires (conductor tape, other thin wires, etc.) in the horizontal and vertical directions of the test coupon 1.

단선 감지센서(140)는 상기 메트릭스부(130)의 박막선의 단선상태를 감지하고, 이에 따른 저항 변화 신호를 처리하여 본 발명의 마이크로 프로세서에 전달한다.The disconnection sensor 140 detects a disconnection state of the thin film line of the matrix unit 130, processes the resistance change signal, and transmits the resistance change signal to the microprocessor of the present invention.

상기 단선상태에 따라 금속재료나 복합재료로 만들어진 건축 및 건설 구조물(20)의 피로강도와 피로손상을 자동 측정할 수 있다.According to the disconnection state, the fatigue strength and the fatigue damage of the building and construction structure 20 made of a metal material or a composite material can be measured automatically.

도 5는 본 발명의 일실시예로서 영상 판독을 통한 구조물의 피로측정에 따른 잔여수명 진단방법을 나타낸 제어 순서도이다.5 is a control flowchart illustrating a method for diagnosing residual life according to fatigue measurement of a structure through image reading as an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 구조물의 피로측정에 따른 잔여수명 진단방법은, 띠의 피로에 의한 파괴가 구조물 부재의 피로수명보다 낮은 퍼센티지에서 발생되도록 형성된 테스트쿠폰을 구조물에 부착하는 단계(S101); 상기 구조물에 부착된 상기 테스트쿠폰의 변형상태를 무인카메라로 촬영하는 단계(S102); 영상 판독부에서 상기 무인카메라에서 촬영된 상기 테스트쿠폰의 영상을 판독 처리하는 단계(S103); 마이크로 프로세서에서 상기 영상 판독부에서 판독된 상기 테스트쿠폰의 영상과 메모리에 미리 저장된 영상을 비교하여 상기 구조물의 피로강도와 피로손상을 자동 측정하고, 그 결과 피로상태 및 구조물의 잔여수명을 판단하는 단계(S104); 표시부에서 상기 마이크로 프로세서의 제어에 따라 상기 구조물의 피로상태 및 구조물의 잔여수명을 표시하는 단계(S105)를 포함하는 것을 특징으로 한다.As shown, the remaining life diagnostic method according to the fatigue measurement of the structure according to the present invention, the step of attaching a test coupon formed to the structure of the failure caused by the fatigue of the band is lower than the fatigue life of the structural member to the structure (S101) ); Photographing a deformation state of the test coupon attached to the structure with an unmanned camera (S102); Reading an image of the test coupon photographed by the unmanned camera by an image reading unit (S103); Comparing the image of the test coupon read by the image reading unit with an image previously stored in a memory in a microprocessor to automatically measure the fatigue strength and the damage of the structure, and as a result determine the fatigue state and the remaining life of the structure (S104); And displaying (S105) the fatigue state of the structure and the remaining life of the structure under the control of the microprocessor in the display unit.

상기 무인카메라 촬영 단계(S102)에서는 미리설정된 일정시간 또는 일정주기 등 미리 설정된 조건에 따라 상기 테스트쿠폰(1)의 변형상태를 촬영하여 이를 마이크로 프로세서에 전달할 수 있다.In the unmanned camera photographing step (S102), the deformation state of the test coupon 1 may be photographed and transmitted to the microprocessor according to a preset condition such as a predetermined time or a predetermined period.

도 6은 본 발명에 의한 다른 길이와 표면적을 지닌 띠들로 이루어진 피로 테스트쿠폰의 형태를 나타내는 평면도이고, 도 7은 본 발명에 의한 길이와 표면적이 동일한 띠들로 이루어진 피로 테스트쿠폰의 형태를 나타낸 평면도이다. 6 is a plan view showing the shape of a fatigue test coupon consisting of bands having different lengths and surface areas according to the present invention, Figure 7 is a plan view showing the shape of a fatigue test coupon consisting of bands of the same length and surface area according to the present invention. .

도 6은 이미 알려진 성분으로 만들어진 모니터되는 구조물에 대한 피로수명과 피로응력을 측정하기 위한 장치로서, 응력피로실험과 응력손상실험을 위해 선택된 실험구조물(20)에 부착될 테스트쿠폰(1)으로서 가장 잘 묘사되고 있다.FIG. 6 is a device for measuring fatigue life and fatigue stress for a monitored structure made of a known component, and is most suitable as a test coupon 1 to be attached to a test structure 20 selected for a stress fatigue test and a stress damage test. It is well described.

테스트쿠폰(1)은 알루미늄, 타이타늄, 스테인레스 스틸이나 구리같은 적절한 물질로 균일한 성분과 균일한 두께의 얇은 종이판을 프로그램할 수 있는 절단장치로 만들어질 수 있다. 상기 절단장치의 예들은 제한 없이, 구멍 뚫는 기구, 절단기선, 전기 방전 절단기, 레이저 절단기 혹은 띠(ligament)(7)(8)(9)(10)를 형성하는 절개부(이하 '슬롯'이라함)(slot)(2)(3)(4)(5)(6)를 측정하여 잘라내기 위해 프로그램되어진 절단 장치 같은 것들을 포함한다. 보통 프로그램화될 수 있는 절단장치와 연관되어 있는 컴퓨터 소프트웨어는 테스트쿠폰(1)을 만들어 낸 재료를 기초로 하여 슬롯(2)(3)(4)(5)(6)에 대한 명확한 수치를 계산할 수 있다.The test coupon 1 may be made of a cutting device capable of programming thin sheets of paper of uniform composition and of uniform thickness with suitable materials such as aluminum, titanium, stainless steel or copper. Examples of such cutting devices are, without limitation, cutouts (hereinafter referred to as 'slots') forming perforations, cutting lines, electrical discharge cutters, laser cutters or ligaments 7, 8, 9 and 10. Slots (2) (3) (4) (5) (6), such as cutting devices programmed to measure and cut. Computer software, usually associated with a programmable cutting device, can calculate specific values for slots (2) (3) (4) (5) (6) based on the material from which the test coupon (1) is made. Can be.

이미 언급했듯이, 이전 기술에서 제시했던 것과는 달리 이 피로측정 장치는 어떠한 적절한 재료로도 만들어질 수 있는 것으로, 실험되어질 구조물과 같은 재료로 만들어져야만 하는 측정장치를 보여주는 이전기술에 대한 중요한 이점을 제시하는 것이다.As already mentioned, this fatigue measuring device, unlike the previous one, can be made of any suitable material, which presents a significant advantage over the previous technique, which shows a measuring device that must be made of the same material as the structure to be tested. will be.

슬롯(2)(3)(4)(5)(6)에 대한 적당한 수치는 테스트쿠폰(1)이 만들어진 재료에 의존할 것이며, 이 수치들은 직접 손으로 계산되어져 절단장치에 입력되어 질 수 있고, 또한 절단 장치와 연관된 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 계산되어질 수도 있다.The appropriate values for the slots 2, 3, 4, 5 and 6 will depend on the material from which the test coupon 1 is made, which can be calculated by hand and entered into the cutting device. It may also be calculated using computer software associated with the cutting device.

도 6은 띠(7)(8)(9)(10)를 규정짓는 다양한 슬롯(2)(3)(4)(5)(6)으로 이루어진 테스트쿠폰(1)을 보여주는 것으로, 테스트쿠폰(1)에 나타난 슬롯의 개수는 상황에 따라 다양해 질 수 있는 것이며, 이는 분석기사들에게 띠의 개수를 늘리고 그에 따라 충분한 데이터를 얻기 위해 꼭 필요한 순환응력실험의 수를 줄이면서, 실험의 효율성을 증가시킬 기회를 제공한다.FIG. 6 shows a test coupon 1 consisting of various slots 2, 3, 4, 5, 6 defining the strips 7, 8, 9, 10. The number of slots shown in 1) can vary according to the situation, which increases the efficiency of the experiment, while increasing the number of bands for the analyzer and thus reducing the number of cyclic stress experiments necessary to obtain sufficient data. Provide an opportunity to

도 6은 다른 배치나 모양을 지닌 다양한 슬롯(2)(3)(4)(5)(6)으로 이루어진 테스트쿠폰(1)을 보여주는 것으로, 슬롯(2)(3)(4)(5)(6)은 각각 다른 표면적을 갖게 된다. 따라서, 도 6에 나타나는 테스트쿠폰(1)의 띠(7)(8)(9)(10)는 각각 다른 표면적(SSA2, SSA3, SSA4, SSA5, SSA6) 다른 길이(l 7, l8, l9, l10), 다른 횡단면적(LCSA7, LCSA8, LCSA9, LCSA10)을 지니게 될 것이고, 상기 수치의 다양성으로 인하여 띠(7)(8)(9)(10)는 가장 약한 것에서부터 가장 강한 순으로 응력피로에 의해 파괴될 것이다.FIG. 6 shows a test coupon 1 consisting of various slots 2, 3, 4, 5, 6 with different arrangements or shapes, with slots 2, 3, 4, 5 (6) will each have a different surface area. Therefore, the strips 7, 8, 9, and 10 of the test coupon 1 shown in FIG. 6 have different surface areas (SSA2, SSA3, SSA4, SSA5, SSA6) and different lengths (l 7, l8, l9, 10), which will have different cross-sectional areas (LCSA7, LCSA8, LCSA9, LCSA10), and due to the diversity of these values, the bands (7) (8) (9) (10) are stress fatigues in order of weakest to strongest. Will be destroyed by

이러한 배치에서 띠(7)(8)(9)(10)는 테스트쿠폰(1)과 실험구조물(20)이 대체적으로 똑같은 실험내력(test history)이 가 해졌을 때 실험구조물(20)이 응력피로에 의해 파괴되기 전에 순차적으로 띠(7)(8)(9)(10)가 응력피로에 의해 파괴된다는 사실을 확실시하는 방식으로 계산되어 진다. 즉, 테스트쿠폰(1)에 알려져 있거나 혹은 선결된 크기의 반복 응력하중을 가함으로써, 각각의 띠(7)(8)(9)(10)가 파괴된다는 사실을 확실히 하는 방식으로 계산되어 진다. 테스트쿠폰(1)에 알려져 있거나 혹은 선결된 크기의 반복 응력하중을 가함으로써, 각각의 띠(7)(8)(9)(10)는 실험구조물(20)이 체험된 것과 똑같은 신장이나 수축을 느끼게 될 것이고, 각각의 띠(7)(8)(9)(10)가 다른 길이, 다른 표면적, 그리고 다른 횡단면적을 가지고 있기 때문에, 각각의 띠(7)(8)(9)(10)는 똑같이 가해진 힘으로부터 받게 될 응력(stress) б과 스트레인(strein) ε 은 띠(7)(8)(9)(10)의 길이와 횡단면적에 따라 다르게 된다.In this arrangement, the bands 7, 8, 9 and 10 are stressed when the test coupon 1 and the test structure 20 are generally subjected to the same test history. It is calculated in such a way as to ensure that the bands 7, 8, 9 and 10 are sequentially destroyed by stress fatigue before being destroyed by fatigue. In other words, it is calculated in such a way as to ensure that each band 7, 8, 9, 10 is broken by applying a cyclic stress load of known or predetermined magnitude to the test coupon 1. By applying a cyclic stress load of known or pre-determined magnitude to the test coupon 1, each of the bands 7, 8, 9 and 10 exhibits the same elongation or contraction as experienced by the test structure 20. Will be felt, and because each strip (7) (8) (9) (10) has a different length, different surface area, and different cross sectional area, each strip (7) (8) (9) (10) The stress б and strain ε that will be subjected to the same applied force depends on the length and cross-sectional area of the bands (7) (8) (9) (10).

가장 약한 띠는 가해진 힘에 의해 받게 되는 응력 б와 스트레인ε의 가장 많은 양을 느끼게 되고, 테스트쿠폰(1)에 있는 다른 띠들 이전에 파괴될 것이며, 테스트쿠폰(1)과 실험구조물(20)에 추가적인 하중이 반복적으로 가해지면 그 다음으로 약한 띠가 파괴될 것이다.The weakest band will feel the greatest amount of stress б and strain ε exerted by the applied force and will be destroyed before the other bands in the test coupon (1) and the test coupon (1) and the test structure (20). Repeated application of additional load will destroy the next weaker band.

도 7는 슬롯(11) 전부가 같은 모양이나 배치를 지님으로써 같은 표면적을 갖게 된다는 점에서 피로측정장치에 대한 또 다른 형태를 보여준다. 이와 마찬가지로, 띠(12)도 전부 같은 길이, 표면적, 그리고 횡단면적을 지니게 된다. 도 7에 그려진 배치에서 테스트쿠폰(1)의 구성물은 다양할 수 있음으로, 각 띠(11)의 탄력율은 다른 값을 갖게 될 수도 있다. FIG. 7 shows another form for the fatigue measuring device in that all of the slots 11 have the same surface area by having the same shape or arrangement. Likewise, the strips 12 all have the same length, surface area, and cross sectional area. Since the composition of the test coupon 1 in the arrangement shown in FIG. 7 may vary, the elastic modulus of each band 11 may have a different value.

이와 같이, 더 높은 탄력율은 특정한 띠에 더 높은 응력을 야기시키기 때문에 가장 높은 탄력율을 나타내는 띠는 더 낮은 탄력율을 가진 다른 띠들 이전에 순환응력으로 인하여 파괴될 것이다. 테스트쿠폰(1)은 더 많은 스트레인이 실험구조물(20)에 필요하다는 각본하에 피로강도실험과 피로손상실험을 위해 사용되어 질 수도 있다. 테스트쿠폰(1)은 또한 실험구조물(10)이 사용수명에 있어서 정해진 이정표적에 도달했다는 경고나 다른 지시를 제공하도록 사용되어질 수 있다.As such, higher elastic modulus causes higher stress on a particular band so that the band exhibiting the highest modulus will break due to cyclic stress before other bands with lower modulus. The test coupon 1 may be used for the fatigue strength test and the fatigue damage test under the scenario that more strain is needed for the test structure 20. The test coupon 1 may also be used to provide a warning or other indication that the test structure 10 has reached a predetermined milestone in its service life.

도 7에 나타낸 피로측정 장치는 또한 어떠한 적절한 재료로 만들어질 수 있음으로, 이전기술에 대한 중요한 이점을 제시할 수 있는 것이고, 슬롯(11)과 띠(12)에 대한 명확한 수치들은 테스트쿠폰(1)이 만들어진 재료에 의존하는바, 이러한 수치들은 또한 슬롯(11)을 도려내는데 사용되는 장치나 그 일부와 연관된 컴퓨터 소프트웨어를 사용함으로써 계산되어 질 수 있다.The fatigue measurement device shown in FIG. 7 can also be made of any suitable material, which can present important advantages over the prior art, and the apparent values for the slots 11 and the band 12 are given in the test coupon (1). Depending on the material from which) is made, these values can also be calculated by using computer software associated with the device or part thereof used to dig out the slot 11.

도 8a와 8b는 본 발명에 의한 가해진 응력축을 따라 피로손상과 피로강도를 측정하기 위하여 구조물에 부착된 피로 테스트쿠폰의 평면도와 측면도이고, 도 9는 일반적으로 S-N곡선이라 불리는 전형적인 피로수명곡선을 나타낸 도면이다.8A and 8B are a plan view and a side view of a fatigue test coupon attached to a structure for measuring fatigue damage and fatigue strength along an applied stress axis according to the present invention, and FIG. 9 shows a typical fatigue life curve generally referred to as an SN curve. Drawing.

도 8a는 실험구조물(20)에 부착된 테스트쿠폰(1)의 평면도이고, 도 8b는 실험구조물(20)에 부착된 테스트쿠폰(1)의 횡단면도로서, 테스트쿠폰(1)과 실험구조물(20)을 잘 접합할 수 있는 접합 기술이 결합(21)을 만들어 낼 수 있다. 여기서 적합한 접합기술은 제한 없이 용접이나 접착결합 화합물(adhesive bonding)의 사용하는 방법들을 포함한다. FIG. 8A is a plan view of the test coupon 1 attached to the test structure 20, and FIG. 8B is a cross-sectional view of the test coupon 1 attached to the test structure 20. The test coupon 1 and the test structure 20 are shown in FIG. ) Can create a bond 21. Suitable bonding techniques herein include, without limitation, methods of welding or the use of adhesive bonding compounds.

도 9는 Si와 Si+1이 가해진 응력 정도를 나타내고, Ni와 Ni+1이 파괴되기까지의 응력 반복횟수를 나타냄으로써 일반적으로 S-N곡선이라 불리는 전형적인 피로수명을 보여준다. 9 shows the degree of stress applied to Si and Si + 1 and shows the typical fatigue life, commonly referred to as the S-N curve, by indicating the number of stress repetitions until Ni and Ni + 1 are destroyed.

본 발명의 구조물 부재이나 장치를 제조하기 위해 이용된 어떠한 재료도 가해진 응력의 함수로서 피로파괴를 야기시킬 반복 응력 횟수에 대한 도수를 제공하는 특이한 피로수명곡선을 갖게 된다. 따라서, 도 9에서 나타난 S-N 곡선이 적용되는 재료는 응력 Si 정도가 반복횟수 Ni만큼 가해진다면 피로응력에 의하여 파괴될 것이다. Any material used to make the structural members or devices of the present invention will have a unique fatigue life curve that provides a frequency for the number of repeated stresses that will cause fatigue failure as a function of the stress applied. Therefore, the material to which the S-N curve shown in FIG. 9 is applied will be destroyed by the fatigue stress if the stress Si degree is applied by the repetition number Ni.

유사하게, 이와 똑같은 재료가 만약 다른 정도의 응력인 Si+1와 다른 횟수 Ni+1만큼 가해진다면 피로응력 때문에 파괴될 것이다. 따라서, 분석기사가 더 많은 데이터 포인트를 이용할 수 있기 때문에, S-N곡선의 형태는 야기된 응력의 다른값의 수가 증가함에 따라 실험된 재료의 피로수명을 더 정확하게 반영한다.Similarly, this same material will be destroyed because of fatigue stress if it is applied with a different degree of stress Si + 1 and a different number of Ni + 1. Thus, as analyzers can use more data points, the shape of the S-N curve more accurately reflects the fatigue life of the tested material as the number of different values of stresses caused increases.

이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예로서 영상 검출을 통한 작용을 도 3 및 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 5.

상기 띠의 피로에 의한 파괴가 상기 구조물 부재의 피로수명보다 낮은 퍼센티지에서 발생되도록 형성된 테스트쿠폰(1)을 구조물(20)에 부착한다(S101).The test coupon 1 is attached to the structure 20 so that the fracture due to the fatigue of the band is generated at a percentage lower than the fatigue life of the structure member (S101).

여기서, 테스트쿠폰(1)은 실험구조물(20)과 똑같은 스트레인과 환경을 느낄 수 있는 방식으로 실험구조물(20)에 부착되고, 상기 실험구조물(20)에 테스트쿠폰(1)의 부착은 못바늘, 접착제 혹은 용접에 의한 방법으로 이뤄질 수 있으며, 이전기술에서 제시된 대부분의 테스트쿠폰들과는 달리 테스트쿠폰(1)은 실험구조물(20)의 어떤 중요한 위치에 부착될 필요가 없다. 그러나 테스트쿠폰(1)은 실험구조물(20)과 같은 인장 스트레인과 환경을 느낄 수 있는 방식으로 실험구조물(20)에 부착되고 그 부위가 정해져야 한다. 대체적으로 테스트쿠폰(1)의 축은 실험구조물(20)에서 예상되어질 최대 중심 인장 스트레인(maximum principal tensile strain)의 방향으로 맞춰진다.Here, the test coupon (1) is attached to the experimental structure 20 in a manner that can feel the same strain and environment as the experimental structure 20, the attachment of the test coupon (1) to the experimental structure 20 nail needles, It can be done by means of adhesive or welding, and unlike most test coupons presented in the prior art, the test coupon 1 does not need to be attached to any important position of the experimental structure 20. However, the test coupon (1) is attached to the experimental structure 20 in a manner that can feel the tensile strain and the environment, such as the experimental structure (20) and its portion should be determined. In general, the axis of the test coupon 1 is aligned in the direction of the maximum principal tensile strain to be expected in the test structure 20.

이후, 상기 구조물(20)에 부착된 상기 테스트쿠폰(1)의 변형상태를 무인카메라(110)로 촬영하고, 영상 판독부(120)에서 상기 무인카메라(110)에서 촬영된 상기 테스트쿠폰(1)의 영상을 판독 처리한다(S102~S103). Thereafter, the deformation state of the test coupon 1 attached to the structure 20 is photographed by the unmanned camera 110, and the test coupon 1 photographed by the unmanned camera 110 in the image reader 120. ) Is read out (S102 to S103).

이때, 상기 무인카메라(110)는 통상의 CCTV용 흑백 또는 컬러 카메라가 적용되어 촬영된 영상을 유선 또는 무선 방식으로 전송한다.At this time, the unmanned camera 110 transmits the image taken by applying a black and white or color camera for CCTV in a wired or wireless manner.

더욱이, 상기 무인카메라 촬영 단계(S102)에서는 미리설정된 일정시간 또는 일정주기 등 미리 설정된 조건에 따라 상기 테스트쿠폰(1)의 변형상태를 촬영하여 이를 마이크로 프로세서에 전달할 수 있다.In addition, in the unmanned camera photographing step (S102), the deformation state of the test coupon 1 may be photographed and transmitted to the microprocessor according to a preset condition such as a predetermined time or a predetermined period.

마이크로 프로세서에서 상기 영상 판독부(120)에서 판독된 상기 테스트쿠폰(1)의 영상과 데이터 베이스(170)에 미리 저장된 영상을 비교하여 상기 구조물(20)의 피로강도와 피로손상을 자동 측정하고, 그 결과 피로상태 및 구조물의 잔여수명을 판단한다(S104).The microprocessor compares the image of the test coupon 1 read by the image reading unit 120 with the image stored in the database 170 in advance to automatically measure the fatigue strength and fatigue damage of the structure 20, As a result, the fatigue state and the remaining life of the structure is determined (S104).

즉, 테스트쿠폰(1)에 알려졌거나 정해진 크기의 순환응력하중을 가하게 되면, 각각의 띠(7)(8)(9)(10)는 실험구조물(20)과 같은 양의 신장이나 수축을 하게 될 것이다. 각각의 띠(7)(8)(9)(10)가 다른 길이와 횡단면적을 갖기 때문에, 각각의 띠(7)(8)(9)(10)는 똑같이 가해진 똑같이 가해진 하중에서도 다른 양의 응력 б과 스트레인 ε을 느끼게 될 것이다. That is, when a cyclic stress load of known or predetermined magnitude is applied to the test coupon 1, each of the bands 7, 8, 9, and 10 causes the same amount of elongation or contraction as the test structure 20. Will be. Since each strip (7) (8) (9) (10) has a different length and cross-sectional area, each strip (7) (8) (9) (10) has a different amount of load at the same applied load. You will feel the stress б and strain ε.

이러한 다른 양의 응력 б과 스트레인 ε은 띠(7)(8)(9)(10)의 길이와 횡단면적의 함수에 따라 다르게 나타난다. 가장 약한 띠는 가해진 하중의 가장 많은 양의 응력 б과 스트레인 ε을 느끼게 되고, 남아있는 띠들 이전에 파괴될 것이다. These different amounts of stress б and strain ε vary as a function of the length and cross sectional area of the bands 7, 8, 9, 10. The weakest band will feel the highest amount of stress б and strain ε of the applied load and will break before the remaining bands.

테스트쿠폰(1)과 실험구조물(20)에 추가적인 하중이 순환적으로 가해짐으로서, 다음으로 약한 띠가 파괴될 것이다. 테스트쿠폰(1)과 실험구조물(20)에 지속적인 순환하중이 가해짐으로서 각각의 띠는 가장 약한 것에서, 그 다음 약한 순으로 파괴되다가 결국에는 모두 다 파괴될 것이다.As additional load is cyclically applied to the test coupon 1 and the test structure 20, the next weaker band will be destroyed. As a constant cyclic load is applied to the test coupon 1 and the test structure 20, each band will be destroyed from the weakest to the next weakest and eventually all of them.

예를 들어 도 6에서 다뤄진 테스트쿠폰(1)의 두 개의 띠(7)와 띠(10)를 비교해보면, 띠(7)의 전체길이(l7)는 띠(7)의 윗부분(l7u)과 아랫부분(l7l)을 합한 것이고, 다른 띠(10) 역시 같을 것이다. 마찬가지로 띠(7)의 횡단면적(CSA7)은 띠(7)의 윗부분의 횡단면적(CSA7u)과 아랫부분의 횡단면적(CSA7l)의 두 부위로 나뉠 수 있다.For example, when comparing two strips 7 and 10 of the test coupon 1 described in FIG. 6, the total length l7 of the strip 7 is the upper part l7u and the bottom of the strip 7. The portion l7l is summed up, and the other strip 10 will also be the same. Likewise, the cross-sectional area CSA7 of the band 7 can be divided into two parts, the cross-sectional area CSA7u of the upper part of the band 7 and the cross-sectional area CSA7l of the lower part.

띠(7)와 띠(10)가 같은 디스플레이스먼트(displacement) δ를 갖게될 때, 띠(7)와 띠(10)의 스트레인 또는 응력비율은 하기 [수학식 1]과 같다.When the band 7 and the band 10 have the same displacement δ, the strain or stress ratio of the band 7 and the band 10 is expressed by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112006009202913-PAT00001
Figure 112006009202913-PAT00001

여기서, ε7u는 띠(7)의 윗부분의 스트레인이고 은ε7u는 띠(10)의 스트레인이며, б7u은 띠(7)의 윗부분의 응력이고 б10은 띠(10)의 응력이다. Ε7u is the strain of the upper part of the band 7, silver ε7u is the strain of the band 10, б7u is the stress of the upper part of the band 7, and б10 is the stress of the band 10.

만약 L7u =L7l=L10/2과 CSA7u=CSAn/2라면 띠(7)의 윗부분의 스트레인과 응력은 띠(10)에 나타난 것보다 1.3배 더 크다. 따라서 띠(7)가 더 높은 스트레인과 응력을 지니기 때문에 띠(10)보다 먼저 파괴될 것이다. 따라서, 띠(7)(8)(9)(10)에서 야기된 응력과 스트레인 비율은 띠(7)(8)(9)(10)의 성질 변수의 적절한 조합으로 결정될 수 있다.If L7u = L7l = L10 / 2 and CSA7u = CSAn / 2, the strain and stress at the top of the band 7 are 1.3 times greater than that shown in the band 10. Therefore, the strip 7 will break before the strip 10 because it has higher strain and stress. Thus, the stress and strain ratios caused by the bands 7, 8, 9, 10 can be determined by a suitable combination of the property parameters of the bands 7, 8, 9, 10.

일반적으로 각각의 띠(7)(8)(9)(10)는 다른 길이와 횡단면적을 갖는 다양한 부분으로 될 수 있다. 이때 길이와 횡단면적을 조절할 수 있다는 것은 분석기사가 각각의 띠(7)(8)(9)(10)에 대해 그가 원하는 응력과 스트레인 비율을 갖도록 하게 할 것이다.In general, each of the strips 7, 8, 9, 10 may be of various parts having different lengths and cross sections. The ability to adjust the length and cross-sectional area at this time will allow the analyzer to have the desired stress and strain ratio for each strip (7) (8) (9) (10).

야기된 응력과 스트레인 비율은 각각의 띠(7)(8)(9)(10)가 언제 피로하중 하에 파괴될 지에 따라 결정되어 질 것이다. 가장 높은 응력을 지닌 띠가 가장 먼저 파괴될 것이고, 그의 뒤를 이어 다음으로 높은 응력을 지닌 띠가 파괴된다.The resulting stress and strain ratio will depend on when each of the bands 7, 8, 9 and 10 will break under fatigue load. The belt with the highest stress will be destroyed first, followed by the belt with the highest stress.

영상판독부(120)에서는 테스트쿠폰(1)에서 나타나는 띠(7)(8)(9)(10)를 판독하고, 실험구조물(20)의 현존 사용수명을 뚜렷이 알도록 해주며, 테스트쿠폰(1)에 더 많은 띠가 있다면 마이크로 프로세서는 사용수명을 더 정확한 범위 내에서 알아 낼 수 있게 된다. The image reader 120 reads the bands (7) (8) (9) (10) appearing in the test coupon (1), and makes it possible to clearly know the existing service life of the test structure (20), and the test coupon ( If there are more bands in 1), the microprocessor can find out the service life within a more accurate range.

실험실에서의 작동에서, 분석기사들은 보통 새로운 소재의 S-N 곡선표에 필요한 데이터 포인트를 얻기 위하여, 도 1에서 보여준 장치를 사용하는바, 테스트쿠폰(1)이 새로운 재료를 사용하여 제조되었으며 순환하중실험이 가해진다. 즉, 주어진 응력진폭("S")은 S-N곡선의 세로축에 표식화되는 반면, 주어진 응력조건에 의해 파괴되기까지의 반복횟수("N")는 가로축에 그려진다. 다음으로 두 번째 응력진폭("S+1")은 세로축을 이루고, 파괴될 때까지의 횟수("N+1")가 가로축을 이루게 된다. 분석기사는 실험소재의 예견된 어떤 사용 범위의 응력상태의 사용수명을 알아내기에 필요한 충분한 데이터포인트로 곡선을 그릴 것이다.In laboratory operation, analyzers usually use the apparatus shown in Fig. 1 to obtain the data points needed for the SN curve table of the new material, whereby the test coupon (1) was manufactured using the new material and the cyclic load test was performed. Is applied. That is, a given stress amplitude ("S") is marked on the longitudinal axis of the S-N curve, while the number of repetitions ("N") until broken by a given stress condition is plotted on the horizontal axis. Next, the second stress amplitude ("S + 1") forms a vertical axis, and the number of times until breakage ("N + 1") forms a horizontal axis. The analyzer will curve with enough data points necessary to determine the service life of the stressed state in any of the predicted ranges of use of the experimental material.

도 6에 나타난 테스트쿠폰(1)을 사용하면 단 한 번의 피로순환하중 실험이 분석기사에게 S-N곡선 상의 다양한 데이터 포인트를 준다는 사실을 명시해야 하며, 여기서 얻은 S-N곡선 상의 데이터포인트 수는 테스트쿠폰의 띠의 수와 일치한다. Using the test coupon (1) shown in FIG. 6, it is necessary to specify that only one fatigue cycling test gives the analyzer various data points on the SN curve, and the number of data points on the SN curve obtained here is the band of the test coupon. Matches the number of

띠의 수적 증가는 S-N곡선 상의 데이터포인트 수를 증가시킬 것이고, 넓은 범위에 대한 유용함을 증가시킬 것이다. 이 발명품의 이러한 양상은 S-N곡선에 대한 충분한 데이터포인트를 얻기 위해 과다한 피로순환하중실험을 하도록 한 이전기술에 대한 향상인 것이다.Increasing the number of bands will increase the number of data points on the S-N curve and increase the usefulness over a wide range. This aspect of the invention is an improvement on the previous technique that allowed the experiment to perform excessive fatigue load tests to obtain sufficient data points for the S-N curve.

그렇지 않으면 실험구조물(20)은 응력피로실험과 응력손상실험을 위해 선택 되어지거나 확인될 수 있고, 실험구조물(20)의 응력 내력은 구조물(20)을 구성하는 재료에 적절한 S-N곡선에 입력된다. 예를 들어 실험구조물(20)이 알루미늄으로 이루어졌다면, 실험구조물(20)이 실험 데이터에 의해 가해진 응력반복횟수(N)는 알루미늄에 대한 S-N곡선의 가로축에 입력되어 질 것이다. 어떠한 하중 조건에 있어서도 남아있는 반복 횟수("NR")는 정해졌거나 예상되는 하중 조건과 일치하는 알루미늄 S-N 곡선의 한 지점을 찾아 파괴가 일어나는 지점의 반복횟수(NA)와 일치하는 지점의 가로축을 읽음으로써 결정되어질 수 있고, "NA"와 "N"의 차이는 실험구조물(20)의 남은 사용수명이 된다.Otherwise, the experimental structure 20 may be selected or confirmed for stress fatigue test and stress damage test, and the stress strength of the experimental structure 20 is input to the S-N curve appropriate for the material constituting the structure 20. For example, if the experimental structure 20 is made of aluminum, the stress repetition frequency (N) applied by the experimental structure 20 by the experimental data will be input to the horizontal axis of the S-N curve for aluminum. The number of repetitions remaining (“NR”) under any load condition is found at a point on the aluminum SN curve that matches the defined or expected load conditions, and the horizontal axis at the point that matches the number of repetitions (NA) at which breakage occurs. The difference between "NA" and "N" is the remaining service life of the experimental structure (20).

따라서, 상술한 바와 같이 마이크로 프로세서는 상기 영상 판독부(120)에서 판독된 상기 테스트쿠폰(1)의 영상을 매시간 또는 수분간격으로 입력하여 이를 데이터 베이스(170)에 수일간 또는 수개월간 저장하고, 이전에 촬영된 영상과 계속 비교하여 그 변형상태를 판단하게 된다.Therefore, as described above, the microprocessor inputs the image of the test coupon 1 read by the image reading unit 120 at an hourly or several minute interval and stores it in the database 170 for several days or months, The deformation state is determined by continuously comparing with the previously photographed image.

이와 같이 상기 구조물(20)의 피로강도와 피로손상을 자동 측정하고, 그 결과 피로상태 및 구조물의 잔여수명을 판단한다(S104).As described above, the fatigue strength and the fatigue damage of the structure 20 are automatically measured, and as a result, the fatigue state and the remaining life of the structure are determined (S104).

아울러, 상술한 바와 같이 CRT, LCD 등의 모니터 화면으로 구성된 진단결과 표시부(180)에 상기 마이크로 프로세서의 제어에 따라 판단된 상기 구조물의 피로상태 및 구조물의 잔여수명을 표시한다(S105).In addition, as described above, the fatigue state of the structure and the remaining life of the structure, which are determined under the control of the microprocessor, are displayed on the diagnosis result display unit 180 configured as a monitor screen such as a CRT or LCD (S105).

이 결과의 표시방법은 문자표 또는 그래프 등 다양한 사용자 인테페이스를 구성한 표시 방식을 사용할 수 있다.The display method of this result may use a display method configured with various user interfaces such as a text table or a graph.

아울러 본 발명은 빌딩, 건물, 교량 등의 구조물뿐만 아니라 대형 항공기, 선박 등과 같은 이동수단 구조물에도 적용할 수 있을 것이다.In addition, the present invention can be applied not only to structures such as buildings, buildings, bridges, but also to moving structures such as large aircraft and ships.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.Although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is not limited to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention as claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and such modifications are intended to fall within the scope of the appended claims.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 구조물의 피로측정에 따른 잔여수명 진단장치 및 그 방법에 의하면, 금속재료나 복합재료로 만들어진 건축 및 건설 구조물의 피로강도와 피로손상을 자동 측정하고, 그 결과 피로상태 및 구조물의 잔여수명을 판단하여 표시함으로써, 피로 상의 실제 정도를 이전 기술에서 제시한 것보다 더 정확하고 효율적으로 측정할 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the apparatus for evaluating the residual life according to the fatigue measurement of the structure according to the present invention and the method thereof, the fatigue strength and fatigue damage of the building and construction structures made of metal or composite materials are automatically measured, and as a result the fatigue By determining and displaying the condition and the remaining life of the structure, the actual degree of fatigue can be measured more accurately and efficiently than suggested in the prior art.

또한, 실험되어질 어떠한 소재나 복합재료의 S-N곡선을 그래프로 그려낼 실험횟수를 급격하게 줄일 수 있으며, 실험요소를 인위적으로 약화시킬 필요가 없고, 실험구조물에 남아 있는 사용 수명을 확실하게 예측할 수 있기 때문에 분석기사들의 시간과 비용을 절감시켜 줄 수 있는 효과를 제공한다.In addition, the number of experiments to graph the SN curve of any material or composite material to be tested can be drastically reduced, and there is no need to artificially weaken the experimental elements, and it is possible to reliably predict the service life remaining in the test structure. This saves analyzers time and money.

또한, 전송용 모뎀을 통하여 상기 진단결과 표시부에 출력되는 파형 데이터와 진단 결과를 인터넷 회선에 접속함으로써 원격지에서 특정 구조물의 잔여수명을 용이하게 추정할 수 있는 효과도 있다.In addition, it is also possible to easily estimate the remaining life of a specific structure in a remote location by connecting the waveform data and the diagnosis result output to the internet line through the transmission modem to the Internet line.

또한, 상기 테스트쿠폰 감지부는 일정시간 또는 일정주기로 미리 예약 설정된 조건에 따라 상기 테스트쿠폰의 변형상태를 감지하는 효과도 있다.In addition, the test coupon detection unit has an effect of detecting the deformation state of the test coupon in accordance with a predetermined condition for a predetermined time or a predetermined period.

Claims (10)

구조물에 부착되고, 둘 이상의 다른 길이를 갖는 평행한 띠를 형성하는 둘 이상의 다른 면적의 절개부를 가지며, 상기 띠와 구조물 부재에 유사한 응력 상태와 스트레인이 가해졌을 때 피로에 의한 파괴가 상기 구조물보다 상기 띠에 먼저 발생되며, 상기 띠의 피로에 의한 파괴가 상기 구조물 부재의 피로수명보다 낮은 퍼센티지에서 발생되도록 형성된 테스트쿠폰을 감지하여 구조물을 진단하는 장치에 있어서,Two or more different areas of cutout that are attached to the structure and form parallel bands having two or more different lengths, and fatigue failures when stress and strain are applied to the band and the structural member are greater than those of the structure. In the apparatus for diagnosing a structure by detecting a test coupon that is first generated in the band, the fatigue caused by the fatigue of the band is generated at a percentage lower than the fatigue life of the structural member, 상기 구조물에 부착된 상기 테스트쿠폰의 변형상태를 감지하는 테스트쿠폰 감지부;A test coupon detector for detecting a deformation state of the test coupon attached to the structure; 상기 테스트쿠폰 감지부에서 감지된 상기 테스트쿠폰의 변형상태를 미리 저장된 데이터와 비교 판단하여 상기 구조물의 피로강도와 피로손상을 자동 측정하고, 그 결과 피로상태 및 구조물의 잔여수명을 판단하는 마이크로 프로세서;A microprocessor for automatically determining the fatigue strength and fatigue damage of the structure by determining the deformation state of the test coupon detected by the test coupon detection unit with previously stored data, and determining the fatigue state and the remaining life of the structure as a result; 상기 마이크로 프로세서의 제어에 따라 상기 구조물의 피로상태 및 구조물의 잔여수명을 표시하는 진단결과 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 피로측정에 따른 잔여수명 진단장치.And a diagnostic result display unit for displaying the fatigue state of the structure and the remaining life of the structure under the control of the microprocessor. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 테스트쿠폰 감지부는;The test coupon detector; 상기 구조물에 부착된 상기 테스트쿠폰의 변형상태를 촬영하는 무인카메라;An unmanned camera photographing a deformation state of the test coupon attached to the structure; 상기 무인카메라에서 촬영된 상기 테스트쿠폰의 영상을 판독 처리하여 본 발명의 마이크로 프로세서에 전달하는 영상 판독부를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 피로측정에 따른 잔여수명 진단장치.Residual life diagnosis apparatus according to the fatigue measurement of the structure, characterized in that it comprises an image reading unit for reading and processing the image of the test coupon photographed by the unmanned camera and transmitted to the microprocessor of the present invention. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 테스트쿠폰 감지부는;The test coupon detector; 상기 테스트쿠폰에 가로 및 세로방향으로 다수개의 박막선을 형성하는 메트릭스부;A matrix unit forming a plurality of thin film lines in the test coupon in horizontal and vertical directions; 상기 메트릭스부의 박막선의 단선상태를 감지하고, 이에 따른 저항 변화 신호를 처리하여 상기 마이크로 프로세서에 전달하는 단선 감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 피로측정에 따른 잔여수명 진단장치.Residual life diagnosis apparatus according to the fatigue measurement of the structure comprising a disconnection detection sensor for detecting the disconnection state of the thin film line of the matrix portion, and processing the resistance change signal according to this to the microprocessor. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마이크로 프로세서는;The microprocessor; 상기 테스트쿠폰 감지부에서 감지된 데이터 중에서, 가장 고감도 검출이 가능한 공진주파수대의 진동 신호를 추출하는 특징량 추출부;A feature extractor extracting a vibration signal of the resonant frequency band capable of detecting the most sensitively among the data sensed by the test coupon detector; 상기 특징량 추출부에서 추출한 피진단 구조물의 진동 신호에 기초하여 그의 변형상태를 판정하여 잔여수명을 진단하는 잔여수명 진단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 피로측정에 따른 잔여수명 진단장치.Residual life diagnosis apparatus according to the fatigue measurement of the structure characterized in that it comprises a residual life diagnosis unit for determining the deformation state based on the vibration signal of the structure to be extracted extracted by the feature extraction unit for diagnosing the remaining life. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 테스트쿠폰 감지부에서 감지한 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환기;An analog / digital converter for converting analog data sensed by the test coupon detector into digital data; 미리 진동·수명의 관계를 채취한 기초 데이터와, 잔여수명을 진단하려고하는 피진단 구조물의 하중 및 경과시간에 관한 데이터를 수집하고 보존하는 측정 결과 데이터베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 피로측정에 따른 잔여수명 진단장치. Fatigue measurement of the structure, characterized in that it further comprises a basic data obtained by collecting the relationship between vibration and life in advance, and a measurement result database for collecting and preserving data on the load and the elapsed time of the structure to be diagnosed remaining life Residual Life Diagnosis Device 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 진단결과 표시부에 출력되는 파형 데이터와 진단 결과를 인터넷 회선에 접속함으로써 원격지에서 특정 구조물의 잔여수명을 용이하게 추정할 수 있도록 하는 전송용 모뎀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 피로측정에 따른 잔여수명 진단장치.According to the fatigue measurement of the structure characterized in that it further comprises a transmission modem for easily estimating the remaining life of a specific structure by remotely connecting the waveform data and the diagnosis result output to the diagnosis result display unit to the Internet line Residual Life Diagnostics. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 테스트쿠폰 감지부는 일정시간 또는 일정주기로 미리 예약 설정된 조건에 따라 상기 테스트쿠폰의 변형상태를 감지하는 것을 특징으로 하는 구조물의 피로측정에 따른 잔여수명 진단장치.The test coupon detection unit, the remaining life diagnostic device according to the fatigue measurement of the structure, characterized in that for detecting a deformation state of the test coupon in accordance with a predetermined condition in a predetermined time or a predetermined period. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 테스트쿠폰의 절개부는, 상기 띠들이 모두 같은 길이와 넓이를 같도록 하기 위하여, 각 내각이 90도이고 모서리가 둥글게 된 직사각형 모양인 것을 특징으로 하는 구조물의 피로측정장치.The cutout of the test coupon, the fatigue measuring apparatus of the structure, characterized in that each of the inner angle is 90 degrees and rounded corners rectangular shape so that all the same length and width of the bands. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 테스트쿠폰은 같은 횡단면적을 지닌 둘 이상의 절개부를 갖고, 상기 절개부는 다른 탄력성을 갖고 같은 길이와 모양을 갖는 둘 이상의 띠를 형성하는 것을 특징으로 하는 구조물의 피로측정장치.The test coupon has two or more incisions having the same cross-sectional area, the incision is fatigue measuring apparatus of the structure, characterized in that to form two or more bands having the same length and shape with different elasticity. 구조물에 부착되고, 둘 이상의 다른 길이를 갖는 평행한 띠를 형성하는 둘 이상의 다른 면적의 절개부를 가지며, 상기 띠와 구조물 부재에 유사한 응력 상태 와 스트레인이 가해졌을 때 피로에 의한 파괴가 상기 구조물보다 상기 띠에 먼저 발생되며, 상기 띠의 피로에 의한 파괴가 상기 구조물 부재의 피로수명보다 낮은 퍼센티지에서 발생되도록 형성된 테스트쿠폰을 감지하여 구조물을 진단하는 방법에 있어서,Two or more different areas of cutout that are attached to the structure and form parallel bands having two or more different lengths, and fatigue failures when stress and strain are applied to the band and the structural member are greater than those of the structure. In a method for diagnosing a structure by detecting a test coupon that is first generated in the strip, and the fatigue caused by the fatigue of the strip is formed at a percentage lower than the fatigue life of the structural member, 상기 구조물에 부착된 상기 테스트쿠폰의 변형상태를 감지하는 단계;Detecting a deformation state of the test coupon attached to the structure; 상기 감지 단계에서 감지된 상기 테스트쿠폰의 변형상태를 미리 저장된 데이터와 비교 판단하여 상기 구조물의 피로강도와 피로손상을 자동 측정하고, 그 결과 피로상태 및 구조물의 잔여수명을 판단하는 단계;Comparing and determining the deformation state of the test coupon detected in the sensing step with previously stored data to automatically measure the fatigue strength and fatigue damage of the structure, and as a result, determining the fatigue state and the remaining life of the structure; 상기 판단 단계에 따라 상기 구조물의 피로상태 및 구조물의 잔여수명을 표시하는 진단결과 표시 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 피로측정에 따른 잔여수명 진단방법.And a diagnosis result displaying step of displaying the fatigue state of the structure and the remaining life of the structure according to the determining step.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101014597B1 (en) * 2008-06-20 2011-02-16 한국철도기술연구원 System for automatically measuring deformation in tunnels
KR101028363B1 (en) * 2008-10-29 2011-04-11 한국유지관리 주식회사 System for sensing indication collapse of structure using strain
KR101141606B1 (en) * 2010-08-24 2012-05-17 한양대학교 산학협력단 Reverse analysis method for mixed deterioration by inverse bayesian belief networks modeling technique
KR101518721B1 (en) * 2015-02-15 2015-05-08 (주)부품디비 Apparatus and method for managing assessment of residual life comparisons model data and field data in marin resource production equipment
WO2016099027A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 한국건설기술연구원 System for predicting residual lifespan of fire-damaged concrete structure and method therefor
KR101646981B1 (en) * 2015-02-27 2016-08-09 한국건설기술연구원 Data processing system for evaluating safety of structure, and method for the same
KR20220121963A (en) 2021-02-25 2022-09-02 중앙대학교 산학협력단 An Ultra-Low-Power Strain Sensing and Visualization Module for Long-term Structural Health Monitoring
KR20230085444A (en) * 2021-12-07 2023-06-14 한국표준과학연구원 Standard test piece for measuring defect of civil and building structure and crack inspection method using the same

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101014597B1 (en) * 2008-06-20 2011-02-16 한국철도기술연구원 System for automatically measuring deformation in tunnels
KR101028363B1 (en) * 2008-10-29 2011-04-11 한국유지관리 주식회사 System for sensing indication collapse of structure using strain
KR101141606B1 (en) * 2010-08-24 2012-05-17 한양대학교 산학협력단 Reverse analysis method for mixed deterioration by inverse bayesian belief networks modeling technique
WO2016099027A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 한국건설기술연구원 System for predicting residual lifespan of fire-damaged concrete structure and method therefor
CN107111793A (en) * 2014-12-19 2017-08-29 韩国建设技术研究院 System method corresponding with its of residual life for predicting fire damage concrete structure
US10495625B2 (en) 2014-12-19 2019-12-03 Korea Institute Of Civil Engineering And Building Technology System for predicting residual service life of fire-damaged concrete structures and method for the same
CN107111793B (en) * 2014-12-19 2021-08-17 韩国建设技术研究院 System for predicting the residual service life of a fire-damaged concrete structure and corresponding method
KR101518721B1 (en) * 2015-02-15 2015-05-08 (주)부품디비 Apparatus and method for managing assessment of residual life comparisons model data and field data in marin resource production equipment
KR101646981B1 (en) * 2015-02-27 2016-08-09 한국건설기술연구원 Data processing system for evaluating safety of structure, and method for the same
KR20220121963A (en) 2021-02-25 2022-09-02 중앙대학교 산학협력단 An Ultra-Low-Power Strain Sensing and Visualization Module for Long-term Structural Health Monitoring
KR20230085444A (en) * 2021-12-07 2023-06-14 한국표준과학연구원 Standard test piece for measuring defect of civil and building structure and crack inspection method using the same

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