• Journal of Mechanical Science and Technology
• /
• 제20권10호
• /
• pp.1662-1669
• /
• 2006

Since randomness and uncertainties of design parameters are inherent, the robust design has gained an ever increasing importance in mechanical engineering. The robustness is assessed by the measure of performance variability around mean value, which is called as standard deviation. Hence, constraints in robust optimization problem can be approached as probability constraints in reliability based optimization. Then, the FOSM (first order second moment) method or the AFOSM (advanced first order second moment) method can be used to calculate the mean values and the standard deviations of functions describing constraints and object. Among two methods, AFOSM method has some advantage over FOSM method in evaluation of probability. Nevertheless, it is difficult to obtain the mean value and the standard deviation of objective function using AFOSM method, because it requires that the mean value of function is always positive. This paper presented a special technique to overcome this weakness of AFOSM method. The mean value and the standard deviation of objective function by the proposed method are reliable as shown in examples compared with results by FOSM method.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제12권6호
• /
• pp.129-139
• /
• 2008

콘크리트 구조물의 내구성 해석 변수들의 변동성과 불확실성으로 인해 확률론적인 접근법의 사용이 증가되어 왔다. 특히, 몬테칼로시뮬레이션 방법(Level III 방법)은 접근성의 용이함으로 인해 많은 내구신뢰성 해석에 사용되어왔지만, 결과를 얻기위해서는 수 십만번의 반복계산이 필요하다. Level II 수준의 신뢰성 해석법인 일계이차모멘트법(FOSM)은 MCS법과 비교할 수 없을 정도의 짧은 시간에 신뢰도지수나 파괴확률을 계산할 수 있어, 유효성만 검증된다면 편리성과 신속성으로 인해 폭넓은 사용이 가능할 것이다. 본 연구에서는 FOSM법과 MCS법에 의한 부식확률(내구성 파괴확률)을 서로 비교하여 FOSM법의 유효성을 검증하고 각 내구성 해석변수들의 변동성이 부식확률에 미치는 영향을 검토하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제6권5호
• /
• pp.555-569
• /
• 1998

The reliability of antenna tower designed for a n-year design wind speed is determined by considering the variability of the strength of the component members and of the mean wind speed. For obtaining the n-year design wind speed, maximum annual wind speed is assumed to follow Gumbel Type-1 distribution. Following this distribution of the wind speed, the mean and standard deviation of stresses in each component member are worked out. The variability of the strength of members is defined by means of the nominal strength and a coefficient of variation. The probability of failure of the critical members of tower is determined by the first order second moment method (FOSM) of reliability analysis. Using the above method, the reliability against allowable stress failure of the critical members as well as the system reliabilities for a 75 m tall antenna tower, designed for n-year design wind speed, are presented.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제22권4호
• /
• pp.595-603
• /
• 2010

염소이온 침투를 받는 해양환경 콘크리트의 확률기반 내구수명 예측을 위해 몬테카를로 시뮬레이션 방법이 많이 사용된다. 그러나 몬테카를로 시뮬레이션 방법은 해석에 매우 긴 시간이 소요되며 해석결과도 매번 다른 결과를 준다. 이에 비해 신뢰성해석에 자주 사용되는 모멘트법은 계산에 소요되는 시간의 거의 없고, 동일문제에 대해서는 항상 동일한 결과를 주는 장점이 있다. 이에 이 연구에서는 신뢰성이론의 모멘트법을 염소이온 침투에 대한 부식개시확률 산정에 적용하였다. 이를 위해 먼저 일계이차 모멘트법과 이계이차 모멘트법에 의한 파괴확률 산정 프로그램을 개발하였다. 개발된 해석 프로그램들을 사용한 예제해석을 통하여 일계이차 모멘트법에 비하여 이계이차 모멘트법이 더 정확한 부식개시확률 산정결과를 줌을 확인하였다. 또 부식개시확률에 미치는 각 확률변수의 영향을 평가하는 민감도 해석을 수행하였으며, 가장 큰 영향인자는 피복두께로 나타났다. 특히 피복두께의 변동계수 변화에 의한 영향이 평균값 변화에 의한 영향 보다 더욱 현저함을 확인하였다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제13권4호
• /
• pp.37-45
• /
• 2009

구조 시스템을 구성하는 구조부재들의 상대적인 중요도를 판별하는 것은 성능기반 지진공학에서 매우 중요한 과정이다. 확률기법의 하나인 First-Order Second Moment 방법을 이용하여, 각 구조부재들의 불확실한 성능 때문에 발생하는 구조 시스템의 요구 성능의 불확실성을 예측할 수 있고, 이런 과정을 통해서 구조부재의 중요도를 판별할 수 있다. 특정한 구조부재의 불확실한 성능에 대한 구조 시스템의 요구성능이 민감할수록 그 구조부재의 중요도는 높아진다는 점을 이용하여 중요부재를 판별한다. 따라서 요구성능의 민감도가 상대적으로 큰 구조부재는 그렇지 않은 부재보다 더 중요하다고 할 수 있다. 개발된 중요부재 판별법은 연성 철근콘크리트 프레임의 중요부재를 판별하는 과정에 적용함으로써 방법을 검증하였고, 적용 가능성을 보여주었다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제54권3호
• /
• pp.926-939
• /
• 2022

The area of this study will cover the location-wise seismic response variation of an electrical cabinet in nuclear power point (NPP) based on classical reliability analysis. The location-based seismic ground motion (GM) selection is carried out with the help of probabilistic seismic hazard analysis using PSHRisktool, where the variation of reliability analysis can be understood from the relation between the reliability index and intensity measure. Two different approaches such as the first-order second moment method (FOSM) and Monte Carlo Simulation (MCS) are helped to evaluate and compare the reliability assessment of the cabinet. The cabinet is modeled with material uncertainty utilizing Steel01 as the material model and the fiber section modeling approach is considered to characterize the section's nonlinear reaction behavior. To verify the modal frequency, this study compares the FEM result with recorded data using Least-Squares Complex Exponential (LSCE) method from the impact hammer test. In spite of a few investigations, the main novelty of this study is to introduce the reader to check and compare the seismic reliability assessment variation in different seismic locations and for different earthquake levels. Alongside, the betterment can be found by comparing the result between two considered reliability estimation methods.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제27권6호
• /
• pp.493-500
• /
• 2014

본 연구에서는 농업시설물 중 내재해형 비닐하우스와 축사에 대한 화산재 취약도를 평가하였다. 이들 농업시설물에 대한 화산재 취약도를 평가하기 위해 화산재 하중의 확률밀도함수와 대상 시설물 저항성능의 확률밀도함수를 비교하는 해석적 접근법 기반의 FOSM(first-order second-moment) 방법이 이용되었다. 화산재 취약도 평가를 위하여 폭과 높이 그리고 단면 및 재료적 특성이 상이한 6종의 내재해형 비닐하우스와 표준형, 해안형, 산간형으로 구분된 3종의 축사가 사용되었다. 또한 FOSM 방법으로 평가된 내재해형 비닐하우스와 축사의 취약도는 GEV(generalized extreme value) 분포함수의 모수 형태로 최적화된 후 데이터베이스화되었다. 본 연구에서 평가한 화산재 취약도는 백두산 화산분화에 따른 화산재 퇴적에 대한 농업시설물의 위험도 평가를 위하여 활용될 수 있다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제47권3호
• /
• pp.447-453
• /
• 2010

Response-based approach is getting more preferred in determining the design sea-state for offshore structures because traditional environment-based approach is known to yield a much conservative design condition. This paper introduces the inverse first-order second-moment (IFOSM) method as a response-based approach, which is expected to give a more feasible design condition at the cost of reasonable number of motion analyses. The IFOSM method is based on the theory of probability and adopts an optimization scheme to determine the design point. Both the design maximum response and design sea state can be obtained straightforwardly from the optimum. The IFOSM method has been applied to a turret-moored FPSO's design problem and showed its effectiveness in practical use.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제24권4호
• /
• pp.391-398
• /
• 2011

철근콘크리트 구조물은 타설 후 시간이 경과함에 따라 물리적인 요인과 화학적인 요인으로 인하여 열화가 진행된다. 열화된 구조물의 효율적인 구조해석을 수행하기 위하여 구조물의 거동과 밀접한 관련이 있는 중요열화변수를 정의하는 것은 필요하다. 본 연구에서는 경년열화된 철근콘크리트 전단벽의 중요변수를 분석하기 위하여 일계이차모멘트법을 이용하여 민감도해석을 수행하였다. 콘크리트의 경화현상을 고려하지 않을 경우 구조물의 열화성능이 과소평가될 수 있으므로 콘크리트의 경화에 따른 해석변수들의 민감도를 분석하였다. 열화된 전단벽에서 변수의 중요도는 토네이도 다이어그램으로 나타내었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제2권4호
• /
• pp.194-200
• /
• 1998

Risk, probability of failure, which includes various uncertainties and influential factors of performance should be accounted for in engineering system. Recently, several different methods to analysis risk evaluation evolved and one of the practical method is FOSM (First Order Second Moment Method ). FOSM method is derived in terms of terms coefficient of variance to uncertainties which influence various factor. For risk evaluation and uncertainty analysis in hydraulic design system, load-capacity relationship is adopted in this paper. Sample catchment with design of sewer system is applied, which plots safety factor vs. risk. Risk evaluation and uncertainty analysis are very to important develop optimal design model in hydraulic system