Application of the Rate of Change of Acceleration to Damage Evaluation

Choi, Sanghyun

Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2012;12(5):47-52.
Published online October 31, 2012.

가속도 변화율의 손상평가 적용

최상현

Application of the Rate of Change of Acceleration to Damage Evaluation

Sanghyun Choi

Abstract

Most damage evaluation methods for a structure developed to date utilizes modal responses extracted from acceleration measurements, which involve inevitable errors during the extraction process. Also, displacements, obtained by integrating acceleration measurements, may contain serious deviation due to such errors as in initial conditions. However so far no attempt has been made to identify the feasibility of applying jerks and snaps in damage evaluation. In this study, the applicability of jerks and snaps to damage evaluation for a structure is conducted. The mean strain energy theory in time domain based on displacement measurements is utilized for the purpose of the study, and the feasibility of isolating local damage is verified via a numerical example of a simple beam. From the study, it is found that, unlike snaps, jerks can be utilized directly in evaluating damage in a structure.

Key Words: Damage evaluation; Jerk; Snap; Acceleration; Displacement

요지

현재까지 개발된 대부분의 손상평가기법은 구조물의 가속도 측정값을 이용하여 추출한 모달응답을 기반으로 하고 있으나, 모달응답은 추출과정에서 필연적으로 오차가 개입되는 단점이 있다. 또한 가속도를 적분하여 변위를 산정할 경우 초기조건 등의 오류로 인하여 심각한 오차가 발생할 수 있는 단점이 있으나, 측정된 가속도의 미분을 통하여 산정할 수 있는 저크, 스냅 등의 응답의 적용 가능성은 시도된 바가 없다. 이 연구에서는 저크와 스냅을 이용한 구조물의 손상평가 가능성을 검토하였다. 손상평가이론은 시간영역의 변위에 기반한 평균변형에너지 이론을 적용하였으며, 단순보 수치해석 예제를 이용하여 국부적 손상의 인식 가능성을 검토하였다. 검토 결과, 스냅과 달리 저크의 경우 변위와 같이 손상평가에 직접 적용할 수 있는 것으로 나타났다.

핵심용어: 손상평가; 저크; 스냅; 가속도; 변위