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영어

This study outlines a new framework to effectively identify a structural damping ratio using measured acceleration responses of a structure. In this framework a virtual dynamic shaker(VDS) is introduced and the mathematical model for the VDS is derived to estimate the structural damping ratio. In order to verify the applicability of the VDS, numerical simulations are performed for the acceleration responses induced by the different load types such as white or colored noise, and the effect of the dynamic characteristics of the VDS on the accuracy of the damping ratio is also evaluated. Futhermore, for the evaluation of the frequency resolution stability of the proposed method, the damping ratio is identified for the four different measurement time, 600, 1200, 1800 and 3600 seconds and compared with the damping ratios obtained from the conventional identification techniques. From the numerical results, it is found that VDS is able to precisely estimate the damping ratio with a sufficient reliability regardless of the load types and the measurement time.

한국어

본 연구는 가상 진동기(VDS)를 이용하여 구조물의 응답으로부터 구조물의 감쇠비를 구하는 기법을 다룬다. 백색잡음, colored noise특성을 가지는 하중 의하여 발생한 구조물의 계측응답에 대하여 VDS를 적용하였을 때 구조물의 감쇠비를 추정하는 기법에 대해서 다루고, VDS의 동적특성이 구조물 감쇠비 추정에 미치는 영향을 수치적으로 분석하였다. 또한, VDS의한 감쇠비 추정의 안정성, 정밀도를 검증하기 위하여, 바람에 의하여 유발된 구조물 가속도에 기존의 감쇠비 추정법을 적용하여 구한 감쇠비와 VDS를 적용하여 구한 감쇠비를 비교하였다. 그 과정에서 진동수 해상도가 감쇠비 추정에 미치는 영향을 평가하기 위하여 총 계측시간을 10, 20, 30, 60분으로 구분하여 감쇠비를 추정하고 각 감쇠비 추정법에 대한 결과를 비교하였다. 수치해석에 의한 감쇠비 추정결과를 보면 백색잡음뿐만아니라, 협소대역 하중에 대해서도 VDS의 고유 감쇠비를 너무 작게 산정하지 않으면 감쇠비 추정이 가능한 것으로 나타났다. 실계측 응답에 대한 감쇠비 추정 결과를 보면, VDS에 의하여 계측응답의 특성, 총 계측시간(진동수 해상도)에 큰 영향없이 구조물 감쇠비 추정이 충분한 신뢰성을 가지고 예측되는 것을 확인 할 수 있었다.